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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine rotierende Maschine und ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine.
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Stand der Technik
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In einer rotierenden Maschine, die zum Beispiel einen Fahrzeugelektromotor hat, kann ein Kühlmantel verwendet werden, der um einen Stator angeordnet ist und einen Kühldurchgang hat, durch den ein Kühlmittel strömt. Zum Beispiel ist das in Patentliteratur 1 offenbarte Motorgehäuse als ein solcher Kühlmantel bekannt. Dieses Motorgehäuse umfasst ein zylinderförmiges Außenbauteil und ein zylinderförmiges Innenbauteil, das innerhalb des Außenbauteils angeordnet ist. Das Innenbauteil hat auf einer Außenumfangsfläche eine spiralförmige Nut, die sich in einer Axialrichtung von einem Ende des Innenbauteils zum anderen Ende entlang einer Umfangsrichtung dreht. Diese Nut wird durch maschinelles Bearbeiten auf der Außenumfangsfläche des Innenbauteils ausgebildet. Das Innenbauteil wird in das Außenbauteil eingepasst, sodass eine Oberseite der Nut durch eine Innenumfangsfläche des Außenbauteils versperrt wird, um einen Kühldurchgang zu definieren.
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Entaeaenhaltunasliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: JP 2011- 10 525 A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Als Verfahren zum Ausbilden der oben beschriebenen Nut auf dem Innenbauteil des Kühlmantels wird zum Beispiel an ein Formgebungsverfahren, das eine Form verwendet, oder ein maschinelles Bearbeitungsverfahren gedacht. Das Formgebungsverfahren verringert die Herstellungszeit und -kosten und hat verglichen mit dem maschinellen Bearbeitungsverfahren eine hervorragende Produktivität. Allerdings kann beim Formgebungsverfahren abhängig von der Form des zu formenden Objekts das Entformen schwierig sein. Zum Beispiel wird das Ausbilden einer spiralförmigen Nut auf dem Innenbauteil mit dem Formgebungsverfahren wie in Patentliteratur 1 dazu führen, dass Seitenwände der Nut, die entlang der Umfangsrichtung geneigt sind, während des Entformens die Form stören. Da es schwierig ist, die Nut durch das Formgebungsverfahren auszubilden, ist es deswegen notwendig, die Nut durch maschinelles Bearbeiten auszubilden.
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Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine rotierende Maschine und ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine, die dazu im Stande sind, die Produktivität eines Kühlmantels zu verbessern, indem sie die Formung des Kühlmantels unter Verwendung einer Form erleichtern.
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Lösung des Problems
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Eine rotierende Maschine gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel auf, wobei der Kühlmantel ein Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche hat, die mit jeder der beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei jede der beiden Seitenflächen mit einer Schräge ausgebildet ist, die bezogen auf eine zur Drehachse senkrechte Freigaberichtung in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist. Das Innenkörperteil ist zylinderförmig und hat einen gedachten Bereich, der um die Drehachse herum zylinderförmig ist und in einer Außenumfangsfläche die Bodenfläche enthält, die Nut umkreist mehrmals den Außenumfang des Innenkörperteils und die Schräge wird unter Verwendung der Formel (1) unter der Bedingung der Formel (2) hergeleitet, wobei S die Schräge ist, D1 ein Außendurchmesser des Innenkörperteils ist, D2 ein Außendurchmesser des gedachten Bereichs ist, P ein Anordnungsabstand der Nut in der Richtung der Drehachse ist und
B eine Breite der Bodenfläche in der Richtung der Drehachse ist. Es sollte beachtet werden, dass „atan“ in der Beschreibung unten den Arkustangens und „acos“ den Arkuskosinus bedeutet.
[Formel (1)]
[Formel (2)]
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Eine rotierende Maschine gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel auf, wobei der Kühlmantel ein Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche hat, die mit jeder der beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei von den beiden Seitenflächen zumindest die Seitenfläche, die bezogen auf eine zur Drehachse senkrechte Freigaberichtung eine Hinterschneidung ausbildet, mit einer Schräge ausgebildet ist.
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Eine rotierende Maschine gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel auf, wobei der Kühlmantel ein Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen hat, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und wobei jede der beiden Seitenflächen in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist. Das Innenkörperteil ist zylinderförmig und hat einen gedachten Bereich, der um die Drehachse herum zylinderförmig ist und in einer Außenumfangsfläche die Bodenfläche enthält, die Nut umkreist mehrmals den Außenumfang des Innenkörperteils und eine Schräge von jeder der beiden Seitenflächen wird unter Verwendung der Formel (1) unter der Bedingung der Formel (3) hergeleitet, wobei S die Schräge ist, D1 ein Außendurchmesser des Innenkörperteils ist, D2 ein Außendurchmesser des gedachten Bereichs ist und P ein Anordnungsabstand der Nut in der Richtung der Drehachse ist.
[Formel (1)]
[Formel (3)]
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Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine, die einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel aufweist, wobei der Kühlmantel das Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche aufweist, die mit jeder der beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei jede der beiden Seitenflächen mit einer Schräge ausgebildet ist, die bezogen auf eine zur Drehachse senkrechten Freigaberichtung in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist, wobei das Verfahren beinhaltet, eine Form zu verschließen, einen inneren Hohlraum mit Metallschmelze zu füllen, die Metallschmelze erstarren zu lassen und die Form dann in der Freigaberichtung, die bezogen auf die Drehachse in entgegengesetzten Richtungen liegt, zu trennen, um das Innenkörperteil zu formen.
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Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine, die einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel aufweist, wobei der Kühlmantel das Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche hat, die mit jeder der beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei von den beiden Seitenflächen zumindest die Seitefläche, die bezogen auf eine zur Drehachse senkrechte Freigaberichtung eine Hinterschneidung ausbildet, mit einer Schräge ausgebildet ist, wobei das Verfahren beinhaltet, eine Form zu verschließen, einen inneren Hohlraum mit Metallschmelze zu füllen, die Metallschmelze erstarren zu lassen und die Form dann in der Freigaberichtung, die bezogen auf die Drehachse in entgegengesetzten Richtungen liegt, zu trennen, um das Innenkörperteil zu formen.
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Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine, die einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel aufweist, wobei der Kühlmantel das Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen aufweist, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und wobei jede der beiden Seitenflächen in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist, wobei das Verfahren beinhaltet, eine Form zu verschließen, einen inneren Hohlraum mit Metallschmelze zu füllen, die Metallschmelze erstarren zu lassen und die Form dann in entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Drehachse zu trennen, um das Innenkörperteil zu formen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Einige Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung erleichtern die Formung eines Kühlmantels unter Verwendung einer Form und verbessern die Produktivität des Kühlmantels.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenschnittansicht einer rotierenden Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist eine Seitenansicht eines in 1 gezeigten Innenkörperteils.
- 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht, die einen vergrößerten Abschnitt einer Nut zeigt, die auf dem in 2 gezeigten Innenkörperteil ausgebildet ist.
- 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Schrägwinkel der Nut und einer Schräge von Seitenflächen der Nut zeigt.
- 5 ist ein Schaubild, das eine Herstellung des Innenkörperteils zeigt.
- 6(a) ist eine Schnittansicht, die das Innenkörperteil zeigt, das von einer Gussform getrennt wird. 6(b) ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die das Innenkörperteil und die Gussform in dem in 6(a) gezeigten Zustand zeigt.
- 7 ist eine Seitenansicht, die ein Innenkörperteil als ein Vergleichsbeispiel zeigt.
- 8(a) und 8(b) sind Schaubilder zum Erläutern des Problems des in 7 gezeigten Innenkörperteils.
- 9(a) und 9(b) sind Schaubilder zum Erläutern des Problems des in 7 gezeigten Innenkörperteils.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Eine rotierende Maschine gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel auf, wobei der Kühlmantel ein Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche hat, die mit jeder der beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei jede der beiden Seitenflächen mit einer Schräge ausgebildet ist, die bezogen auf eine zur Drehachse senkrechte Freigaberichtung in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist. Das Innenkörperteil ist zylinderförmig und hat einen gedachten Bereich, der um die Drehachse herum zylinderförmig ist und in einer Außenumfangsfläche die Bodenfläche enthält, die Nut umkreist mehrmals den Außenumfang des Innenkörperteils und die Schräge wird unter Verwendung der Formel (1) unter der Bedingung der Formel (2) hergeleitet, wobei S die Schräge ist, D1 ein Außendurchmesser des Innenkörperteils ist, D2 ein Außendurchmesser des gedachten Bereichs ist, P ein Anordnungsabstand der Nut in der Richtung der Drehachse ist und
B eine Breite der Bodenfläche in der Richtung der Drehachse ist.
[Formel (1)]
[Formel (2)]
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In dieser rotierenden Maschine hat jede der beiden Seitenflächen der Nut, die auf dem Innenkörperteil des Kühlmantels ausgebildet ist, die Schräge, die bezogen auf die zur Drehachse des Rotors senkrechte Freigaberichtung in der Richtung entgegengesetzt zur aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist. Wenn das Innenkörperteil unter Verwendung der Form ausgebildet wird, wird somit während des Entfernens der Form vom Innenkörperteil entlang der Freigaberichtung eine Störung mit der Form verhindert. Das heißt, dass jede der beiden Seitenflächen dazu im Stande ist, bezüglich der Form die Ausbildung einer Hinterschneidung zu vermeiden. Dies erleichtert die Freigabe des Innenkörperteils von der Form. Die oben beschriebene rotierende Maschine erleichtert somit die Formung des Innenkörperteils unter Verwendung der Form.
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Eine rotierende Maschine gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel auf, wobei der Kühlmantel ein Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche hat, die mit jeder der beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei von den beiden Seitenflächen zumindest die Seitenfläche, die bezogen auf eine zur Drehrichtung senkrechte Freigaberichtung eine Hinterschneidung ausbildet, mit einer Schräge ausgebildet ist.
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In dieser rotierenden Maschine können die beiden Seitenflächen bezüglich der Form die Ausbildung einer Hinterschneidung vermeiden. Dies erleichtert die Freigabe des Innenkörperteils von der Form und die Formung des Innenkörperteils unter Verwendung der Form.
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Bei einigen Ausgestaltungen ist das Innenkörperteil zylinderförmig und hat einen gedachten Bereich, der um die Drehachse herum zylinderförmig ist und in einer Außenumfangsfläche die Bodenfläche enthält, und umkreist die Nut mehrmals den Außenumfang des Innenkörperteils. Darüber hinaus wird die Schräge bei dieser Ausgestaltung unter Verwendung der Formel (1) unter der Bedingung der Formel (2) hergeleitet, wobei S die Schräge ist, D1 ein Außendurchmesser des Innenkörperteils ist, D2 ein Außendurchmesser des gedachten Bereichs ist, P ein Anordnungsabstand der Nut in der Richtung der Drehachse ist und
B eine Breite der Bodenfläche in der Richtung der Drehachse ist. In diesem Fall kann das Innenkörperteil zuverlässiger von der Form freigegeben werden, wenn das Innenkörperteil durch den Formgebungsvorgang ausgebildet wird.
[Formel (1)]
[Formel (2)]
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Eine rotierende Maschine gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel auf, wobei der Kühlmantel ein Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen hat, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und wobei jede der beiden Seitenflächen in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist. Das Innenkörperteil ist zylinderförmig und hat einen gedachten Bereich, der um die Drehachse herum zylinderförmig ist und in einer Außenumfangsfläche die Bodenfläche enthält, und die Nut umkreist mehrmals den Außenumfang des Innenkörperteils. Darüber hinaus wird die Schräge bei dieser Ausgestaltung unter Verwendung der Formel (1) unter der Bedingung der Formel (3) hergeleitet, wobei S die Schräge ist, D1 ein Außendurchmesser des Innenkörperteils ist, D2 ein Außendurchmesser des gedachten Bereichs ist und P ein Anordnungsabstand der Nut in der Richtung der Drehachse ist. In diesem Fall kann das Innenkörperteil zuverlässiger von der Form freigegeben werden, wenn das Innenkörperteil durch den Formgebungsvorgang ausgebildet wird.
[Formel (1)]
[Formel (3)]
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In dieser rotierenden Maschine ist jede der beiden Seitenflächen der Nut in der Richtung entgegengesetzt zur aufeinander zugehenden Richtung geneigt und hat infolgedessen die Schräge ausgebildet. Dies erleichtert die Freigabe des Innenkörperteils von der Form und die Formung des Innenkörperteils unter Verwendung der Form.
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Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine, die einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel aufweist, wobei der Kühlmantel das Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenköperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche aufweist, die mit den beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei jede der beiden Seitenflächen mit einer Schräge ausgebildet ist, die bezogen auf eine zur Drehachse senkrechte Freigaberichtung in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist, wobei das Verfahren beinhaltet, eine Form zu verschließen, einen inneren Hohlraum mit Metallschmelze zu füllen, die Metallschmelze erstarren zu lassen und die Form dann in der Freigaberichtung, die bezogen auf die Drehachse in entgegengesetzten Richtungen liegt, zu trennen, um das Innenkörperteil zu formen.
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Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine, die einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel aufweist, wobei der Kühlmantel das Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und eine Bodenfläche hat, die mit jeder der beiden Seitenflächen verbunden ist, und wobei von den beiden Seitenflächen zumindest die Seitenfläche, die bezogen auf eine zur Drehachse senkrechte Freigaberichtung eine Hinterschneidung ausbildet, mit einer Schräge ausgebildet ist, wobei das Verfahren beinhaltet, eine Form zu verschließen, einen inneren Hohlraum mit Metallschmelze zu füllen, die Metallschmelze erstarren zu lassen und die Form dann in der Freigaberichtung, die bezogen auf die Drehachse in entgegengesetzten Richtungen liegt, zu trennen, um das Innenkörperteil zu formen.
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Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenkörperteils einer rotierenden Maschine, die einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und einen um den Stator herum angeordneten Kühlmantel aufweist, wobei der Kühlmantel das Innenkörperteil, das zylinderförmig ist und in Kontakt mit dem Stator steht, ein Außenkörperteil, das zylinderförmig ist und das Innenkörperteil umgibt, und eine Nut aufweist, durch die ein Kühlmittel geht und die mindestens einmal spiralförmig um einen Außenumfang des Innenkörperteils kreist, wobei die Nut ein Paar Seitenflächen aufweist, die in einer Richtung einer Drehachse des Rotors gegenüberliegen, und wobei jede der beiden Seitenflächen in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist, wobei das Verfahren beinhaltet, eine Form zu verschließen, einen inneren Hohlraum mit Metallschmelze zu füllen, die Metallschmelze erstarren zu lassen und die Form dann in entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Drehachse zu trennen, um das Innenkörperteil zu formen.
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in der Beschreibung der Zeichnungen gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und dass redundante Erläuterungen gegebenenfalls weggelassen werden. Jede Zeichnung zeigt ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem. In der Beschreibung unten wird die Richtung einer Drehachse, in der sich eine Drehachse L erstreckt, X-Richtung genannt, eine Richtung senkrecht zur X-Richtung wird Z-Richtung genannt, und eine Richtung senkrecht zur X-Richtung und Z-Richtung wird Y-Richtung genannt. Darüber hinaus verläuft in der Beschreibung unten eine Freigaberichtung während der Freigabe von einer Gussform 50 (siehe 5) entlang der Z-Richtung.
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Ein elektrischer Verdichter 1 (eine rotierende Maschine), der in 1 gezeigt ist, kann zum Beispiel bei einem Verbrennungsmotor wie von einem Fahrzeug oder einem Schiff eingesetzt werden. Der elektrische Verdichter 1 weist einen Elektromotor 2, der eine Antriebsquelle ist, und einen Verdichter (Radialverdichter) 3 auf, der durch den Elektromotor 2 angetrieben wird, um ein inneres Fluid (zum Beispiel Luft) zu verdichten. Der elektrische Verdichter 1 weist auch ein Gehäuse 4 auf und das Gehäuse 4 umfasst ein Motorgehäuse 5 (einen Kühlmantel), ein Verdichtergehäuse 6 und ein Wechselrichtergehäuse 7.
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Der Elektromotor 2 weist eine rotierende Welle 9, einen Rotor 10, der auf der rotierenden Welle 9 montiert ist, und einen Stator 11 auf, der so angeordnet ist, dass er den Rotor 10 umgibt. Die rotierende Welle 9 wird drehbar durch ein Paar Lager 12, 13 getragen, die vom Motorgehäuse 5 gehalten werden. Jedes der beiden Lager 12, 13 ist in der X-Richtung auf einer jeweiligen Seite des Stators 11 angeordnet.
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Ein Mittenabschnitt der rotierenden Welle 9 in der X-Richtung ist im Motorgehäuse 5 untergebracht. Ein Ende der rotierenden Welle 9, das näher am Verdichter 3 liegt, ist ein ferner Endabschnitt 9a, der in der X-Richtung aus dem Motorgehäuse 5 hinausragt. Das zum fernen Endabschnitt 9a der rotierenden Welle 9 entgegengesetzte Ende ist ein Fußendabschnitt 9b, der innerhalb des Motorgehäuses 5 untergebracht ist und von einem Deckelabschnitt 32 gehalten wird.
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Der Rotor 10 ist am Mittenabschnitt der rotierenden Welle 9 in der X-Richtung befestigt. Der Rotor 10 weist einen oder eine Vielzahl von Permanentmagneten auf, die an der rotierenden Welle 9 angebracht sind. Der Stator 11 wird so von einer Innenfläche des Motorgehäuses 5 gehalten, dass er den Rotor 10 umgibt.
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Der Stator 11 ist um den Rotor 10 herum angeordnet. Der Stator 11 weist einen zylinderförmigen Kernabschnitt 11a, der so angeordnet ist, dass er den Rotor 10 umgibt, und einen Wicklungsabschnitt 11b auf, der durch einen leitenden Draht ausgebildet ist, der um den Kernabschnitt 11a herumgewickelt ist. Wenn durch den leitenden Draht ein Wechselstrom durch den Wicklungsabschnitt 11b des Stators 11 geht, dreht sich die rotierende Welle 9 aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 11.
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Der Verdichter 3 weist das Verdichtergehäuse 6 und ein Verdichterlaufrad 8 auf, das innerhalb des Verdichtergehäuses 6 untergebracht ist. Das Verdichtergehäuse 6 ist am Motorgehäuse 5 befestigt. Das Verdichterlaufrad 8 ist innerhalb des Verdichtergehäuses 6 angeordnet, in dem es am fernen Endabschnitt 9a der rotierenden Welle 9 angebracht ist.
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Das Verdichtergehäuse 6 weist eine Einlassöffnung 14, einen Spiralabschnitt 15 und eine Auslassöffnung 16 auf. Wenn sich die rotierende Welle 9 wie oben beschrieben dreht, dreht sich im Verdichtergehäuse 6 das Verdichterlaufrad 8. Durch die Einlassöffnung 14 wird Außenluft in das Verdichtergehäuse 6 gesaugt und in das Verdichterlaufrad 8 eingeführt. Die in das Verdichterlaufrad 8 eingeführte Luft wird verdichtet, geht durch den Spiralabschnitt 15 und wird aus der Auslassöffnung 16 ausgestoßen. Die verdichtete Luft, die aus der Auslassöffnung 16 ausgestoßen wird, wird einem Verbrennungsmotor zugeführt.
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Das Motorgehäuse 5 weist ein zylinderförmiges Innengehäuse 5A (Innenkörperteil) und ein zylinderförmiges Außengehäuse 5B (Außenkörperteil) auf. Das heißt, dass das Motorgehäuse 5 einen Aufbau hat, der zweigeteilt ist. Das Innengehäuse 5A ist auf einer Seite (Innenseite) angeordnet, die näher als das Außengehäuse 5B an der rotierenden Welle 9 liegt, und das Außengehäuse 5B (Außenkörperteil) ist auf einer Außenumfangsseite des Innengehäuses 5A (Außenseite) angeordnet (umgibt sie). Das Innengehäuse 5A und das Außengehäuse 5B sind getrennte Körper und sind konzentrisch um die Drehachse L herum angeordnet. Das Innengehäuse 5A ist zum Beispiel durch eine Presspassung (eine Schrumpfpassung oder dergleichen) am Außengehäuse 5B angebracht.
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Für das Innengehäuse 5A und das Außengehäuse 5B können das gleiche Material oder verschiedene Materialien wie Aluminium oder Gusseisen verwendet werden. Darüber hinaus werden das Innengehäuse 5A und das Außengehäuse 5B unter Verwendung einer Form durch Formung ausgebildet, etwa durch Druckguss oder Sandguss.
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Das Innengehäuse 5A umgibt und hält den Stator 11. Der Stator 11 ist an dem Innengehäuse 5A durch zum Beispiel eine Schrumpfpassung oder eine Presspassung angebracht. Das Innengehäuse 5A und der Stator 11 bilden somit eine Einheit. Das Außengehäuse 5B umgibt und hält das Innengehäuse 5A. Das Innengehäuse 5A und der Stator 11, die eine Einheit bilden, sind durch zum Beispiel eine Presspassung (eine Schrumpfpassung oder dergleichen) am Außengehäuse 5B angebracht.
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Das Innengehäuse 5A hat einen Endabschnitt 5a, der in der X-Richtung näher am Verdichterlaufrad 8 liegt, und auf der entgegengesetzten Seite einen anderen Endabschnitt 5b. In der Umgebung des einen Endabschnitts 5a des Innengehäuses 5A sind ein ringförmiger Deckabschnitt 17, der einem Wicklungsende des Stators 11 zugewandt ist, und ein röhrenförmiger Lagerhalteabschnitt 18 ausgebildet, der das Lager 12 hält, das die rotierende Welle 9 trägt.
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Der andere Endabschnitt 5b des Innengehäuses 5A ist in der X-Richtung offen. Eine Innenumfangsfläche 5c des Innengehäuses 5A steht in Kontakt mit einer Außenumfangsfläche 11c des Stators 11 oder befindet sich in unmittelbarer Nähe. Die Innenumfangsfläche 5c hat auch einen Stufenabschnitt 5d, der den Stator 11 verriegelt. Der Stufenabschnitt 5d steht in Kontakt mit einem Ende des Kernabschnitts 11a des Stators 11, das in der X-Richtung näher am Verdichter 3 liegt.
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Um den Stator 11 im Innengehäuse 5A zu montieren, wird der Stator 11 von einer Öffnung, die an dem anderen Endabschnitt 5b des Innengehäuses 5A ausgebildet ist, hineingeschoben und der Kernabschnitt 11a des Stators 11 wird mit dem Stufenabschnitt 5d in Kontakt gebracht. Dies ermöglicht dem Stator 11, bezogen auf das Innengehäuse 5A in der X-Richtung positioniert zu werden. Es sollte beachtet werden, dass auch ein Aufbau möglich ist, bei dem die Innenumfangsfläche 5c nicht den Stufenabschnitt 5d hat. Das Innengehäuse 5A hat auf einer Außenumfangsfläche 5e eine Nut 20 ausgebildet.
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Das Außengehäuse 5B weist einen ringförmigen Fußabschnitt 30, der in Kontakt mit dem Deckabschnitt 17 und dem Lagerhalteabschnitt 18 des Innengehäuses 5A steht und am Verdichtergehäuse 6 befestigt ist, einen zylinderförmigen Körperabschnitt 31, der vom Fußabschnitt 30 vorsteht und sich in der X-Richtung erstreckt, und einen Deckelabschnitt 32 auf, der auf dem Körperabschnitt 31 montiert ist. Der Körperabschnitt 31 umgibt und hält das Innengehäuse 5A. Der Körperabschnitt 31 hat eine Öffnung gegenüber dem Fußabschnitt 30 und der Deckelabschnitt 32 ist so angeordnet, dass er die Öffnung versperrt.
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Der Deckelabschnitt 32 hat einen zylinderförmigen Lagerhalteabschnitt 33. Der Lagerhalterabschnitt 33 ragt entlang der X-Richtung zum Verdichter 3 vor. Das heißt, dass ein fernes Ende des Lagerhalteabschnitt 33 so hinausragt, dass es näher am Verdichter 3 liegt als ein Körperabschnitt des Deckelabschnitts 32. Der Lagerhalteabschnitt 33 ist zum Beispiel außerhalb des Innengehäuses 5A (in einem Bereich, der sich in der X-Richtung nicht mit dem Innengehäuse 5A überlappt) angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass der Lagerhalteabschnitt 33 so angeordnet werden kann, dass er ins Innere des Innengehäuses 5A reicht. Der Lagerhalteabschnitt 33 hält das Lager 13.
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Das Innengehäuse 5A ist wie oben beschrieben in den Körperabschnitt 31 eingepasst und eine Innenumfangsfläche 31a des Körperabschnitts 31 steht in engem Kontakt mit der Außenumfangsfläche 5e des Innengehäuses 5A. Die auf der Außenumfangsfläche 5e ausgebildete Nut 20 wird somit von der Innenumfangsfläche 31a versperrt, wodurch ein Kühldurchgang 40 definiert wird. Durch den Kühldurchgang 40 wird ein Kühlmittel wie Kühlwasser strömen gelassen und der Stator 11 und dergleichen werden durch das Kühlmittel gekühlt.
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Das Wechselrichtergehäuse 7 ist ein Wechselrichterunterbringungsabschnitt, der einen (nicht gezeigten) Wechselrichter beherbergt. Der Wechselrichter steuert den Wechselstrom, der dem Wicklungsabschnitt 11b des Stators 11 zugeführt wird. Das Wechselrichtergehäuse 7 ist zum Beispiel in einer radialen Richtung der Drehachse L außerhalb des Außengehäuses 5B angeordnet. Das Wechselrichtergehäuse 7 ist kastenförmig und ist einstückig mit dem Außengehäuse 5B ausgebildet. Es sollte beachtet werden, dass die radiale Richtung der Drehachse L eine Richtung senkrecht zur Drehachsenrichtung bedeutet.
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Es werden nun Einzelheiten der oben erwähnten Nut 20 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Nut 20 so ausgebildet, dass sie auf der Außenumfangsfläche 5e des Innengehäuses 5A mindestens einmal spiralförmig um die Drehachse L kreist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umkreist die Nut 20 mehrmals die Außenumfangsfläche 5e. Zwar bildet die Nut 20 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen einzigen durchgehenden Kühldurchgang 40, doch ist mit anderen Worten in einem XZ-Querschnitt, der die Drehachse L enthält, entlang der X-Richtung im Wesentlichen eine Vielzahl der Nute 20 Seite an Seite angeordnet. In einem Beispiel sind die Nute 20 in der XZ-Ebene entlang der X-Richtung parallel in regelmäßigen Intervallen angeordnet.
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Die Nut 20 ist in 2 aus der Y-Richtung gesehen auch bezüglich der Z-Richtung geneigt. Um dies zu erläutern, wird das Innengehäuse 5A in einen ersten Bereich Ax und einen zweiten Bereich Ay unterteilt. Wird die Drehachse L als Mitte angenommen, ist der erste Bereich Ax ein Bereich auf einer Seite in der Z-Richtung (in der oberen Hälfte in 2). In 2 neigt sich die Nut 20 im ersten Bereich Ax von rechts nach links, sodass sie versetzt ist, wenn in der Z-Richtung der Abstand von der Drehachse L zunimmt. Mit anderen Worten ist die Nut 20 aus der Y-Richtung gesehen im ersten Bereich Ax so geneigt, dass sie in der X-Richtung zum einen Endabschnitt 5a (siehe 1) des Innengehäuses 5A hin positioniert ist, wenn in der Z-Richtung der Abstand von einer Stelle, die sich mit der Drehachse L überlappt, zunimmt. Es sollte beachtet werden, dass unter Annahme der Drehachse L als Mitte für die Nut 20 im ersten Bereich Ax die Richtung, die der Z-Richtung entspricht, eine Freigaberichtung Da der Gussform 50 (siehe 5) ist.
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Wird die Drehachse L als Mitte angenommen, ist der zweite Bereich Ay in der Z-Richtung ein Bereich auf der anderen Seite (in der unteren Hälfte in 2). In 2 neigt sich die Nut 20 im zweiten Bereich Ay von links nach rechts, sodass sie versetzt ist, wenn in der Z-Richtung der Abstand von der Drehachse L zunimmt. Mit anderen Worten ist die Nut 20 aus der Y-Richtung gesehen im zweiten Bereich Ay so geneigt, dass sie in der X-Richtung zum anderen Endabschnitt 5b (siehe 1) des Innengehäuses 5A hin positioniert ist, wenn in der Z-Richtung der Abstand von einer Stelle, die sich mit der Drehachse L überlappt, zunimmt. Es sollte beachtet werden, dass unter Annahme der Drehachse L als Mitte für die Nut 20 im zweiten Bereich Ay die Freigaberichtung Da der Gussform die Richtung entgegengesetzt zur Z-Richtung ist. Der Neigungswinkel (Schrägwinkel) der Nut 20 ist in 2 aus der Y-Richtung gesehen bezogen auf die Z-Richtung größer als 0°. Der Wert des Schrägwinkels der Nut 20 beträgt zum Beispiel etwa 1,0°, ist aber nicht darauf beschränkt und kann nach Bedarf geändert werden.
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3 zeigt den Strichlinienabschnitt in 2 vergrößert. Wie in 3 gezeigt ist, weist die Nut 20 ein Paar Seitenflächen 21, 22, die in der X-Richtung gegenüberliegen, und eine Bodenfläche 23 auf, die mit jeder der beiden Seitenflächen 21, 22 verbunden ist. Jede der Seitenflächen 21, 22 ist mit einer Schräge S ausgebildet, die bezogen auf die Z-Richtung in einer Richtung (entgegengesetzten Richtung) entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung Db geneigt ist. Es sollte beachtet werden, dass die aufeinander zugehende Richtung Db der Seitenfläche 21 eine Richtung zur Seitenfläche 22 hin ist und dass das Gegenteil eine Richtung gegenüber der Seitenfläche 22 ist. Außerdem ist die aufeinander zugehende Richtung Db der Seitenfläche 22 eine Richtung zur Seitenfläche 21 hin und ist das Gegenteil eine Richtung gegenüber der Seitenfläche 21.
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Die Seitenflächen 21, 22 sind in Richtungen entgegengesetzt zu den aufeinander zugehenden Richtungen Db geneigt, weswegen der Abstand zwischen den Seitenflächen 21, 22 an einem Abschnitt weiter von der Bodenfläche 23 entfernt größer ist als an einem Abschnitt näher an der Bodenfläche 23. Es sollte beachtet werden, dass, falls die Schrägen S nicht vorgesehen wären, die Seitenfläche 21 der Seitenfläche entsprechen würde, die im ersten Bereich Ax eine Hinterschneidung U (siehe 6) bilden würde, und dass die Seitenfläche 22 der Seitenfläche entsprechen würde, die die Hinterschneidung U im zweiten Bereich Ay bilden würde. Die Hinterschneidung U ist ein Abschnitt, der während des Entformens die Gussform stört.
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Insbesondere ist die eine Seitenfläche 21 der beiden Seitenflächen 21, 22 in der X-Richtung näher am anderen Endabschnitt 5b (siehe 1) des Innengehäuses 5A positioniert als die andere Seitenfläche 22. Darüber hinaus ist die eine Seitenfläche 21 mit der Schräge S ausgebildet, die bezogen auf die Z-Richtung in der X-Richtung zum anderen Endabschnitt 5b hin (von der anderen Seitenfläche 22 weg) geneigt ist. Mit anderen Worten hat die eine Seitenfläche 21, wie in 3 gezeigt ist, ein Fußende 21a, das ein Ende in der Z-Richtung ist, und ein fernes Ende 21b, das das entgegengesetzte andere Ende ist. Das Fußende 21a ist der Abschnitt, der mit der Bodenfläche 23 verbunden ist, und es ist näher an der Drehachse L (siehe 1 und 2) positioniert als das ferne Ende 21b. Die Seitenfläche 21 ist so geneigt, dass das ferne Ende 21b näher am anderen Endabschnitt 5b (siehe 1) des Innengehäuses 5A positioniert ist als das Fußende 21a.
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Die andere Seitenfläche 22 ist in der X-Richtung näher an dem einen Endabschnitt 5a (siehe 1) des Innengehäuses 5A positioniert als die eine Seitenfläche 21. Darüber hinaus ist die andere Seitenfläche 22 mit der Schräge S ausgebildet, die bezogen auf die Z-Richtung in der X-Richtung zum einen Endabschnitt 5a hin (von der anderen Seitenfläche 21 weg) geneigt ist. Mit anderen Worten hat die andere Seitenfläche 22, wie in 3 gezeigt ist, ein Fußende 22a, das ein Ende in der Z-Richtung ist, und ein fernes Ende 22b, das das entgegengesetzte andere Ende ist. Das Fußende 22a ist der Abschnitt, der mit der Bodenfläche 23 verbunden ist, und es ist näher an der Drehachse L (siehe 1 und 2) positioniert als das ferne Ende 22b. Die Seitenfläche 22 ist so geneigt, dass das ferne Ende 22b näher an dem einen Endabschnitt 5a (siehe 1) des Innengehäuses 5A positioniert ist als das Fußende 22a.
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Bei den Seitenflächen 21, 22 geben die Schrägen S in der Y-Richtung gesehen den Neigungswinkel der Seitenflächen 21, 22 bezogen auf die Z-Richtung an und haben einen Wert, der größer als 0° ist. Die Schrägen S der Seitenflächen 21, 22 können gleich oder voneinander verschieden sein. Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt einen Fall dar, in dem die Schrägen S der Seitenflächen 21, 22 gleich sind.
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Die Schräge
S der Seitenflächen
21,
22 wird zum Beispiel unter Verwendung der Formeln (1) und (2) unten hergeleitet. In den Formeln (1) und (2) ist P ein Anordnungsabstand der Nut
20 in der X-Richtung, D1 ist ein Außendurchmesser des Innengehäuses
5A und
D2 ist ein Außendurchmesser eines gedachten Bereichs des Innengehäuses
5A, der in der Außenumfangsfläche die Bodenfläche
23 enthält und um die Drehachse
L herum zylinderförmig ist. In der Formel (2) ist
B eine Breite der Bodenfläche
23 in der X-Richtung. Es sollte beachtet werden, dass die Außendurchmesser
D1 und
D2 in den
2 und
3 gezeigt sind und dass der Anordnungsabstand
P, die Breite
B und die Schräge
S in
3 gezeigt sind. Darüber hinaus kann in einem Fall, in dem für die Nut
20 die Breite
B der Bodenfläche
23 nicht berücksichtigt werden muss, die Schräge
S auch unter Verwendung der Formeln (1) und (3) unten hergeleitet werden. Die Formel (3) unten ist die Formel (2) ohne die Breite
B.
[Formel (1)]
[Formel (2)]
[Formel (3)]
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4 stellt ein Beispiel eines Diagramms dar, das die Beziehung zwischen der Schräge S der Seitenflächen 21, 22 und dem Schrägwinkel der Nut 20 zeigt. In 4 gibt die vertikale Achse den Schrägwinkel (°) der Nut 20 und die horizontale Achse die Schräge S (°) an. Eine Untergrenze der Schräge S der Nut 20, die einen vorbestimmten Schrägwinkel hat, der während der Formgebung ein zuverlässiges Entformen gewährleistet, wird so hergeleitet, dass sie die Formel (1) unter der Bedingung der Formel (2) erfüllt. Es sollte beachtet werden, dass die Untergrenze der Schräge S so hergeleitet werden kann, dass sie die Formel (1) unter der Bedingung der Formel (3) erfüllt, wenn für die Nut 20 die Breite B der Bodenfläche 23 nicht berücksichtigt werden muss. In 4 sind die Untergrenzen der Schräge S durch die Kurve G11 dargestellt. Es sollte beachtet werden, dass die Kurve G11 auch als Obergrenzen des Schrägwinkels der Nut 20, die eine vorbestimmte Schräge S hat, um während der Formgebung ein zuverlässiges Entformen zu gewährleisten, aufgefasst werden kann. Darüber hinaus entspricht die Kurve G11 der Beziehung zwischen der Schräge S und dem Schrägwinkel der Nut 20, die berechnet wird, wenn der Anordnungsabstand P der Nut 20 7,6 mm beträgt, der Außendurchmesser D1 79,22 mm beträgt, der Außendurchmesser D2 76 mm beträgt und die Breite B 4 mm beträgt.
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Wie in 4 gezeigt ist, haben der Schrägwinkel der Nut 20 und die Untergrenze der Schräge S (Kurve G11) eine proportionale Beziehung. In dem Fall der Nut 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Schrägwinkel etwa 1° (Kurve G12) und liegt ein Schnittpunkt S1 der Kurven G11 und G12 bei etwa 7°, wobei der Schnittpunkt S1 die Untergrenze der Schräge S ist. Das heißt, dass im Fall der Nut 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel während der Formgebung ein zuverlässiges Entformen gewährleistet wird, ohne dass die Seitenfläche 21 oder die Seitenfläche 22 der Nut 20 eine Hinterschneidung U (siehe 7) bildet, wenn die Schräge S größer als der Schnittpunkt S1 ist. Das heißt, dass ein derartiges Einstellen der Schräge S, dass die Formeln (1) und (2) erfüllt sind, während der Formgebung ein zuverlässigeres Entformen gewährleistet.
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Wie oben erwähnt wurde, wird bei der Herstellung des Innengehäuses 5A das Innengehäuse 5A durch einen Formgebungsvorgang wie Druckguss ausgebildet, der eine Form verwendet. Das Formgebungsverfahren des Innengehäuse 5A wird im Einzelnen beschrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird exemplarisch ein Fall beschrieben, in dem das Innengehäuse 5A unter Verwendung einer Gussform durch Druckguss geformt wird.
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Zunächst wird die in 5 gezeigte Gussform 50 vorbereitet. Die Gussform 50 entspricht dem Innengehäuse 5A. Es sollte beachtet werden, dass 5 eine XZ-Schnittansicht zeigt, die die Drehachse L (siehe 1 und 2) enthält. Die Gussform 50 umfasst eine Form, die oberhalb einer XY-Ebene (Formtrennebene) positioniert ist, die die Drehachse L enthält, und eine Form, die unterhalb von ihr positioniert ist. Die obere Form und die untere Form sind während des Verschlusses miteinander verbunden. Die obere Form und die untere Form sind so konfiguriert, dass sie sich während des Entformens bezogen auf die Drehrichtung L in entgegengesetzten Richtungen trennen, das heißt in Richtungen senkrecht zur Drehachse L und entgegengesetzt zueinander. Die Gussform 50 weist auf einer Innenfläche 51 einen vorstehenden Abschnitt 52 auf, der der Form der Nut 20 entspricht. Der vorstehende Abschnitt 52 hat ein Paar Seitenflächen 53, 54, die in der X-Richtung gegenüberliegen, und eine Deckfläche 55, die mit jeder der beiden Seitenflächen 53, 54 verbunden ist.
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Die beiden Seitenflächen 53, 54 sind jeweils entlang der beiden Seitenflächen 21, 22 der Nut 20 ausgebildet. Das heißt, dass jede der beiden Seitenflächen 53, 54 mit einer Steigung ausgebildet ist, die bezogen auf die Z-Richtung zur aufeinander zugehenden Richtung Db (siehe 3) geneigt ist. Insbesondere ist die eine Seitenfläche 53 der beiden Seitenflächen 53, 54, die in der X-Richtung zum anderen Endabschnitt 5b (siehe 1) des Innengehäuses 5A hin positioniert ist, mit einer Steigung ausgebildet, die bezogen auf die Z-Richtung in der X-Richtung zum anderen Endabschnitt 5b geneigt ist.
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Die andere Seitenfläche 54 der beiden Seitenflächen 53, 54, die in der X-Richtung zum einen Endabschnitt 5a (siehe 1) des Innengehäuses 5A hin positioniert ist, ist mit einer Steigung ausgebildet, die bezogen auf die Z-Richtung in der X-Richtung zum einen Endabschnitt 5a geneigt ist. Die Steigungen der Seitenflächen 53, 54 sind zum Beispiel die gleichen wie die Schrägen S der Seitenflächen 21, 22.
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Als Nächstes werden die obere Form und die untere Form der Gussform 50 verschlossen und es wird ein innerer Hohlraum der Gussform 50 mit einem geschmolzenen Metallmaterial gefüllt. Das Metallmaterial, das den inneren Hohlraum füllt, kann ein beliebiges Metallmaterial sein. Zum Beispiel kann als das Metallmaterial Aluminium oder Gusseisen verwendet werden. Das Metallmaterial wird dann für eine vorbestimmte Zeitdauer gekühlt und innerhalb der Gussform 50 hart werden gelassen. Das Innengehäuse 5A wird somit wie in 5 gezeigt erzielt. Die obere Form und die untere Form der Gussform 50 werden dann entlang der Z-Richtung in der Freigaberichtung getrennt (gelöst).
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Die Trennung der Gussform 50 wird nun unter Bezugnahme auf 6 in mehr Einzelheiten beschrieben. 6(a) ist eine schematische Schnittansicht des Innengehäuses 5A und der Gussform 50 aus der X-Richtung gesehen und 6(b) ist eine schematische Schnittansicht des Innengehäuses 5A und der Gussform 50 aus der Y-Richtung gesehen, die 6(a) entspricht. Zur leichteren Erläuterung ist in 6(b) die Deckfläche 55 des vorstehenden Abschnitts 52 der Gussform 50 schraffiert gezeigt und sind die beiden Seitenflächen 53, 54 mit Zweipunkt-Strichlinien gezeigt.
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Wie in 6(a) gezeigt ist, kann die Gussform 50 vom Innengehäuse 5A getrennt werden, wenn die Gussform 50 nicht das Innengehäuse 5A stört, bevor sich die Gussform 50 von der Höhe der Drehachse L (Position, an der die Gussform 50 verschlossen ist) zu einer Höhe h bewegt. Die Gussform 50 hat die beiden Seitenflächen 53, 54, die in der Nut 20 des Innengehäuses 5A die Schrägen S ausbilden. Die Nut 20 kreist spiralförmig, während sie bezüglich der Freigaberichtung der Gussform 50 geneigt ist. Wie in 6(b) gezeigt ist, verschiebt sich der vorstehende Abschnitt 52 (die Deckfläche 55) der Gussform 50, wenn die Gussform 50 in der Freigaberichtung bewegt wird, mit Ausnahme eines Abschnitts, der in der Freigaberichtung der Nut 20 einen oberen Abschnitt (oberen Endabschnitt von 6(b)) bildet, bezogen auf die Nut 20 in der X-Richtung. Da die Nut 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch die Schrägen S hat, kann zwischen der Gussform 50 und dem Innengehäuse 5A nicht nur am oberen Abschnitt in der Freigaberichtung, sondern auch entlang des gesamten Umfangs eine Störung vermieden werden und kann die Gussform 50 ordnungsgemäß vom Innengehäuse 5A getrennt werden. Dadurch kann das Innengehäuse 5A durch den Formgebungsvorgang, der die Gussform 50 verwendet, leicht und effizient hergestellt werden.
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Die oben beschriebene Wirkung, die durch den elektrischen Verdichter 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzielt wird, wird nun zusammen mit den Problemen eines Vergleichsbeispiels beschrieben.
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Die 7, 8 und 9 zeigen ein Innengehäuse 100 gemäß dem Vergleichsbeispiel. 7 ist eine Seitenansicht des Innengehäuses 100, das eine Nut 110 gemäß dem Vergleichsbeispiel aufweist. 8(a) ist eine vergrößerte Ansicht eines in 7 gezeigten Bereichs A1, die teilweise aufgeschnitten ist, und 8(b) ist eine vergrößerte Seitenansicht eines in 7 gezeigten Bereichs A2. 8(a) zeigt auch eine erwartete Position einer Gussform 60, die dem Innengehäuse 100 entspricht, nachdem die Gussform entfernt (bewegt) wurde, in Form einer Zweipunkt-Strichlinie unter der Annahme, dass die Gussform 60 in der Freigaberichtung bewegt werden kann. Darüber hinaus ist 8(b) eine vergrößerte Ansicht des in 7 gezeigten Bereichs A2 und zeigt ähnlich wie 8(a) eine erwartete Position der Gussform 60, nachdem die Gussform entfernt wurde, in Form einer Zweipunkt-Strichlinie unter der Annahme, dass die Gussform 60 in der Freigaberichtung bewegt werden kann.
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9(a) ist eine schematische Schnittansicht des Innengehäuses 100 und der Gussform 60 aus der X-Richtung gesehen, und 9(b) ist eine schematische Schnittansicht des Innengehäuses 100 und der Gussform 60 aus der Y-Richtung gesehen, die 9(a) entspricht. Zur leichteren Erläuterung ist in 9(b) eine Deckfläche 62 eines vorstehenden Abschnitts 61 der Gussform 60 schraffiert gezeigt und ist ein Paar Seitenflächen 63, 64 in Form von Zweipunkt-Strichlinien gezeigt.
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Der Unterschied zwischen dem Innengehäuse 100 und dem Innengehäuse 5A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Form der Nut 110, die auf der Außenumfangsfläche des Innengehäuses ausgebildet ist. Und zwar hat in dem Innengehäuse 100 keine der Seitenflächen 111 und 112 der Nut 110 eine Schräge, die bezogen auf die Z-Richtung in einer Richtung entgegengesetzt zu einer aufeinander zugehenden Richtung geneigt ist. Die Seitenflächen 111 und 112 sind in diesem Fall in dem XZ-Querschnitt, der die Drehachse L enthält (siehe 8(a) und 9(b)), entlang der Z-Richtung ausgebildet.
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Wenn die Gussform 60 im Vergleichsbeispiel in der Freigaberichtung (siehe 8(b) und 9(b)) bewegt wird, wird der vorstehende Abschnitt 61 (die Deckfläche 62) der Gussform 60 in Abschnitten, die andere Abschnitte als den Deckabschnitt in der Freigaberichtung der Nut 110 bilden, bezogen auf die Nut 110 in der X-Richtung verschoben. Da die Seitenfläche 111 der Nut 110 keine Schräge hat, bilden einige Bereiche einschließlich der Seitenfläche 111 (die Bereiche, die in 8(b) schraffiert gezeigt sind) bezüglich der Freigaberichtung entlang der Z-Richtung Hinterschneidungen U. Mit anderen Worten stören diese Bereiche der Nut 110 bei der Freigabe von der Gussform 60 die vorstehenden Abschnitte 61 der Gussform 60. Dadurch fällt es schwer, das Innengehäuse 100 von der Gussform 60 zu entfernen und es kann schwierig sein, die Formung des Innengehäuses 100 durch die Gussform 60 vorzunehmen.
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Im Gegensatz dazu hat im elektrischen Verdichter 1 jede der Seitenflächen 21, 22 der Nut 20 die Schräge S, die, wie in 3 gezeigt ist, bezüglich der Freigaberichtung entlang der Z-Richtung in der Richtung entgegengesetzt zu der aufeinander zugehenden Richtung Db geneigt ist. Darüber hinaus ist in dem elektrischen Verdichter 1 zumindest die Seitenfläche 21 oder 22 auf der Seite, die bezüglich der Freigaberichtung entlang der Z-Richtung die Hinterschneidung U bildet, mit einer Schräge ausgebildet. Somit wird während des Entfernens der Gussform 50 vom Innengehäuse 5A entlang der Z-Richtung, wie in den 6(a) und (b) gezeigt ist, eine Störung mit der Gussform 50 verhindert, wenn das Innengehäuse 5A unter Verwendung der Gussform 50 ausgebildet wird. Das heißt, dass jede der beiden Oberflächen 21, 22 bezüglich der Gussform 50 die Ausbildung der Hinterschneidung U vermeiden kann. Dies erleichtert die Freigabe des Innengehäuses 5A von der Gussform 50. Der elektrische Verdichter 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erleichtert somit die Formung des Innengehäuses 5A unter Verwendung der Gussform 50. Da wie oben beschrieben die Ausbildung der Hinterschneidung U vermieden werden kann, ist es außerdem nicht notwendig, die Anzahl an Teilen zu erhöhen, in die die Gussform zum Entformen geteilt werden muss. Dies ermöglicht es, die Herstellungsschritte der Gussform 50 zu minimieren und die Herstellungskosten zu verringern. Wenn die Nut 20 durch den Formgebungsvorgang ausgebildet wird, können zudem verglichen mit einem Fall, in dem die Nut 20 durch maschinelles Bearbeiten ausgebildet wird, die Herstellungszeit und -kosten verringert werden und es kann die Produktivität des Innengehäuses 5A verbessert werden.
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Darüber hinaus wird in dem elektrischen Verdichter 1 die Schräge S unter Verwendung der Formel (1) unter der Bedingung der Formel (2) hergeleitet. Die Schräge S kann in diesem Fall so eingestellt werden, dass sie größer als der Wert des Schnittpunkts S1 in dem in 4 gezeigten Diagramm ist. Das Innengehäuse 5A kann somit zuverlässiger von der Gussform 50 freigegeben werden, wenn das Innengehäuse 5A durch den Formgebungsvorgang ausgebildet wird.
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Außerdem ist in dem elektrischen Verdichter 1 zumindest die Seitenfläche der beiden Seitenflächen 21, 22 der Nut 20 auf der Seite, die bezogen auf die zur Drehachse L senkrechte Freigaberichtung Da die Hinterschneidung U ausbildet, mit der Schräge S ausgebildet. Dadurch können die beiden Seitenflächen 21, 22 bezüglich der Gussform 50 die Ausbildung der Hinterschneidungen U vermeiden. Dies erleichtert die Freigabe des Innengehäuses 5A von der Gussform 50.
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Außerdem ist in dem elektrischen Verdichter 1 jede der beiden Seitenflächen 21, 22 der Nut 20 in der Richtung entgegengesetzt zu der aufeinander zugehenden Richtung Db geneigt. Dadurch sind die beiden Seitenflächen 21, 22 mit den Schrägen S ausgebildet, wodurch die Freigabe des Innengehäuses 5A von der Gussform 50 und die Formung des Innengehäuses 5A unter Verwendung der Gussform 50 erleichtert werden.
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Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Innengehäuses 5A (Innenkörperteils) des obigen Motorgehäuses 5 (Kühlmantels) beschrieben. Das Innengehäuse 5A wird unter Verwendung der Gussform 50 (Form) geformt. Die Gussform 50 umfasst ein Paar Formen, die bezüglich der Drehachse L in entgegengesetzten Richtungen getrennt werden. Die beiden Gussformen weisen den vorstehenden Abschnitt 52 auf, der der Nut 20 des Innengehäuses 5A entspricht. Zunächst wird die Gussform 50 (die beiden Formen) verschlossen und ein innerer Hohlraum wird mit Metall (Metallschmelze) gefüllt. Nachdem das Metallmaterial für eine vorbestimmte Dauer gekühlt und erstarren gelassen wurde, wird jede der beiden Formen in der Freigaberichtung, das heißt in der Richtung getrennt, die zur Drehachse L senkrecht und zueinander entgegengesetzt ist. Dadurch wird das Innengehäuse 5A von der Gussform 50 gelöst und das Innengehäuse 5A geformt, das die Nut 20 mit der Schräge S aufweist.
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Es ist oben zwar ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben worden, doch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel stellt ein Beispiel dar, in dem das Innengehäuse 5A und das Außengehäuse 5B zylinderförmig sind, doch müssen das Innengehäuse 5A und das Außengehäuse 5B nicht zylinderförmig sein. Das Innengehäuse 5A und das Außengehäuse 5B können verschiedene Formen haben, zum Beispiel eine teilweise eingekerbte Zylinderform oder eine mehreckige Zylinderform.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Nute 20 in der XZ-Ebene, die die Drehachse L des Innengehäuse 5A enthält, entlang der X-Richtung parallel und in regelmäßigen Intervallen angeordnet, doch müssen die Nute 20 nicht parallel und in regelmäßigen Intervallen angeordnet sein.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel stellt eine Ausgestaltung dar, die die flache Bodenfläche 23 hat, doch kann die Nut 20 im Querschnitt zum Beispiel V-förmig sein, wobei der Bodenabschnitt der Seitenfläche 21 direkt mit dem Bodenabschnitt der Seitenfläche 22 verbunden ist. In diesem Fall entspricht der Bodenabschnitt, an dem die Seitenfläche 21 und die Seitenfläche 22 verbunden sind, der Bodenfläche.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel stellt Kühlwasser als das Kühlmittel dar, das durch den Kühldurchgang 40 strömt, doch ist das Kühlmittel nicht auf Kühlwasser beschränkt und kann ein Kühlgas oder eine andere Kühlflüssigkeit wie Öl sein.
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Darüber hinaus kann der Verdichter 3 zum Beispiel eine Flüssigkeit verdichten.
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Des Weiteren umfasst die rotierende Maschine im weitesten Sinne eine rotierende Maschine mit einem Motor, etwa einen Verdichter, eine Pumpe und ein Gebläse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrischer Verdichter
- 2
- Elektromotor
- 3
- Verdichter
- 4
- Gehäuse
- 5
- Motorgehäuse
- 5A
- Innengehäuse
- 5B
- Außengehäuse
- 5a
- ein Endabschnitt
- 5b
- anderer Endabschnitt
- 5c
- Innenumfangsfläche
- 5d
- Stufenabschnitt
- 5e
- Außenumfangsfläche
- 6
- Verdichtergehäuse
- 7
- Wechselrichtergehäuse
- 8
- Verdichterlaufrad
- 9
- rotierende Welle
- 9a
- ferner Endabschnitt
- 9b
- Fußendabschnitt
- 10
- Rotor
- 11
- Stator
- 11a
- Kernabschnitt
- 11b
- Wicklungsabschnitt
- 11c
- Außenumfangsfläche
- 12, 13
- Lager
- 14
- Einlassöffnung
- 15
- Spiralabschnitt
- 16
- Auslassöffnung
- 17
- Deckabschnitt
- 18, 33
- Lagerhalteabschnitt
- 20
- Nut
- 21, 22
- Seitenfläche
- 21a, 22a
- Fußende
- 21b, 22b
- fernes Ende
- 23
- Bodenfläche
- 30
- Fußabschnitt
- 31
- Körperabschnitt
- 31a
- Innenumfangsfläche
- 32
- Deckelabschnitt
- 40
- Kühldurchgang
- 50
- Gussform
- 51
- Innenfläche
- 52
- vorstehender Abschnitt
- 53, 54
- Seitenfläche
- 55
- Deckfläche
- Ax
- erster Bereich
- Ay
- zweiter Bereich
- B
- Breite
- D1, D2
- Außendurchmesser
- Da
- Freigaberichtung
- Db
- aufeinander zugehende Richtung
- L
- Drehachse
- P
- Anordnungsabstand
- S
- Schräge
- U
- Hinterschneidung