JP2011529676A - 電気機械を製造する方法及びバイブリッド車両のための電気機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、ハウジング２と、ハウジング２内に収容され、少なくともステータ体１９及びステータ巻線２０から形成されるステータ３と、ハウジング２内でロータ軸線５周りに回転可能に支承されるロータ４と、ハウジング２に固定される軸受シールド１１とを備える電気機械１を製造する方法であって、ハウジング発泡成形部材２２を少なくとも３つの個別発泡成形部分２３，２４，２５から製造し、かつハウジング注型ブランク１２２をハウジング発泡成形部材２２を用いてロストフォーム注型法により製造することにより、ハウジング２を製造する、電気機械１を製造する方法に関する。個別発泡成形部分２３，２４，２５は、略筒状の形態を有し、ハウジング発泡成形部材２２の中間部材を形成する中間ディスク２４と、略筒状の形態を有し、ハウジング発泡成形部材２２の別の中間部材を形成するリングディスク２５と、略ポット状の形態を有し、ハウジング発泡成形部材２２の一端を形成する軸受シールドディスク２３とから形成される。本発明に係る方法は、電気機械１のハウジング２のフレキシブルな形成を、ハウジング発泡成形部材２２を製造するための可及的僅かな工具で可能にする。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に係る電気機械を製造する方法、すなわち、ハウジングと、該ハウジング内に収容され、少なくともステータ体及びステータ巻線から形成されるステータと、前記ハウジング内でロータ軸線周りに回転可能に支承されるロータと、前記ハウジングに固定される軸受シールドとを備える電気機械を製造する方法に関する。さらに本発明は、請求項６に係る電気機械、すなわち、上記の方法により製造されるハイブリッド車両のための電気機械に関する。

従来技術
電気機械の現行の態様では、ハウジングが複数の部分から構成されている例が多い。その際、特に２つの形態が使用される。第１の形態は、ＤＥ１７６５０５９Ｕに記載されるハウジングの３つの部分からなる形態であり、第２の形態は、ＥＰ１０４１６９９Ｂ１に記載される２つの部分からなる形態である。

３つの部分からなる形態は、電気機械のステータが収容されている中央の筒状のボディと、２つの軸受シールドとからなる。２つの軸受シールドは、ハウジングを両側で閉鎖する。軸受シールド内には自由側軸受あるいは固定側軸受が収容される。この構造における欠点は、ロータとステータとの間の機能エアギャップの拡大を結果として伴う両支承箇所間の長い公差の連鎖にあるか、あるいは３つのハウジング個別部分の製造のための極めて狭い公差域が必要となることにある。

２つの部分からなるハウジングは、エアギャップが同じであるとき、より広い公差域を有する製造を可能にするものの、フレキシビリティ及び種々異なる要求の充足に関して、例えば可能な所定のインターフェース、例えば冷却媒体接続部又は高電圧接続部における変更の際に、ハウジングがほぼ完全に適合されなければならないので、制限要因として働く。このことは、３つの部分からなるハウジングにおいても言える。

電気機械を製造するために、特に電気機械のハウジングを製造するために、一般に注型法あるいは鋳造法、例えばＤＥ６９３１８４９９Ｔ２に記載されるようなロストフォーム注型法（Ｌｏｓｔ−Ｆｏａｍ−Ｇｕｓｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）が使用される。

本発明の課題は、電気機械のロストフォーム注型法で製造される構造を、種々異なる所定のインターフェースに関する最大のフレキシビリティが、唯一のハウジングバリエーションにより達成可能であるように構成することである。

発明の開示
本発明に係る電気機械を製造する方法、すなわち、ハウジングと、該ハウジング内に収容され、少なくともステータ体及びステータ巻線から形成されるステータと、前記ハウジング内でロータ軸線周りに回転可能に支承されるロータと、前記ハウジングに固定される軸受シールドとを備える電気機械を製造する方法において、前記ハウジングを以下の方法ステップで製造する、すなわち：ハウジング発泡成形部材を少なくとも３つの個別発泡成形部分から製造し、該個別発泡成形部分が、以下の部分、すなわち：１．略筒状の形態を有し、前記ハウジング発泡成形部材の中間部材を形成する中間ディスク、２．略筒状の形態を有し、前記ハウジング発泡成形部材の別の中間部材を形成するリングディスク、及び３．略ポット状の形態を有し、前記ハウジング発泡成形部材の一端を形成する軸受シールドディスクであって、ハウジング注型ブランクを前記ハウジング発泡成形部材を用いてロストフォーム注型法により製造して、前記ハウジング注型ブランクにより前記ハウジングを形成する、という方法ステップで製造することを特徴とする、電気機械を製造する方法、及び本発明に係る方法により製造される電気機械、すなわち、上記の方法により製造されるハイブリッド車両のための電気機械において、前記ハウジングが前記ハウジング発泡成形部材に対応して軸受シールド部分、中間部分及びリング部分を備え、前記軸受シールド部分が、一端部側に、存在するコンポーネントに固定するための突出部を備え、該端部側に、半径方向で前記ロータ軸線に向かって軸受収容部を備え、前記中間部分が冷却媒体接続部を外周に備え、かつ前記リング部分が前記外周にわたって分配された突出部を備え、該突出部に前記軸受シールドが取り付け可能であることを特徴とする、ハイブリッド車両のための電気機械は、所定のインターフェースに関するハウジングの最大のフレキシビリティを達成することが可能である。本発明に係る電気機械を製造する方法において、好ましくは、前記個別発泡成形部分を以下のように接着法により互いに結合する、すなわち：前記個別発泡成形部分を前記ロータ軸線に対して同軸的に配置し、少なくとも１つの個別発泡成形部分内に冷却通路の基本幾何学形状を形成して、前記冷却通路の形成された基本幾何学形状が、前記ハウジング発泡成形部材内に、前記ハウジングの冷却通路の一貫した基本幾何学形状を形成するようにし、かつ前記個別発泡成形部分を、前記冷却通路の、前記個別発泡成形部分内に形成された基本幾何学形状が、前記ハウジング発泡成形部材内に、前記冷却通路の一貫した基本幾何学形状を形成するように互いに接合するように接着法により互いに結合する。好ましくは、前記ハウジング発泡成形部材の軸方向の延在長さが、前記リングディスクの前記個別発泡成形部分の軸方向の延在長さを変更する、かつ／又は前記軸受シールドディスクの前記個別発泡成形部分の軸方向の延在長さを変更することにより変更可能である。好ましくは、前記リングディスクの前記個別発泡成形部分を、第１及び第２のリング発泡成形部分から形成し、両リング発泡成形部分を前記ロータ軸線に対して同軸的に組み合わせ、互いに前記ロータ軸線に関して多数の角度位置に回転可能に配向可能とするか、又は１つの個別発泡成形部分から形成し、該個別発泡成形部分を２つのリング発泡成形型半部からなる工具により製造し、該リング発泡成形型半部を前記ロータ軸線に対して同軸的に組み合わせ、互いに前記ロータ軸線に関して多数の角度位置に回転可能に配向可能とする。好ましくは、前記第１及び第２のリング発泡成形部分及び／又は前記第１及び第２のリング発泡成形型半部相互の位置を、前記ハウジングに配置された冷却媒体接続部及び前記軸受シールドに配置された接続部の配置により規定する。好ましくは、前記ハウジング注型ブランクの内面を切削加工し、その際に、前記ステータ体が前記ハウジング内への前記ステータの組立後に当接するストッパを形成する。また、上記の方法により製造されるハイブリッド車両のための電気機械において、好ましくは、前記軸受シールドに配置される接続部が高電圧接続部である。

請求項１に記載の特徴を備える電気機械を製造する本発明に係る方法は、電気機械のハウジングを以下の方法ステップで製造することを提案する。

電気機械を製造する方法は、ハウジング発泡成形部材を少なくとも３つの個別発泡成形部分から製造する方法ステップを有する。少なくとも３つの発泡成形部分の使用は、ハウジング発泡成形部材をユニット原理で製造する可能性を提供する。これにより、発泡成形部分を製造するための必要な工具の数は僅かに維持され、製造のコストは削減される。最終製品のバリエーションが豊かであればあるほど、複数のバリエーションのために同じ工具が使用可能であれば、より多くのコストが削減される。ハウジング発泡成形部材を複数の個別発泡成形部分で製造することは、ディスク状の構造形態、例えば中間ディスク、リングディスク及び軸受シールドディスクからなるディスク状の構造形態で製造する利点を提供する。単独の高い寸法の工具からハウジング発泡成形部材を製造する代わりに、個別発泡成形部分はよりフラットな工具で製造される。これにより、注型法は最適化され、これにより、より安価なものとなる。

電気機械のハウジングを製造するさらなる方法ステップは、ハウジング発泡成形部材を用いたロストフォーム注型法によるハウジング注型ブランクの製造である。ロストフォーム注型法は、個別発泡成形部分が組み合わされて、唯一のハウジング発泡成形部材を形成することにより、構成部分を形成する革新的な可能性を提供する。加えて、注型法は、個別発泡成形部分に関する高い変更自由度も提供する。このことは、ハウジングのバリエーションの多様性にとって有利である。

方法の一態様では、ハウジング発泡成形部材が複数の個別発泡成形部分から形成され、複数の個別発泡成形部分が、接着法によりロータ軸線に対して同軸的に互いに結合される。その際、少なくとも１つの個別発泡成形部分内に冷却通路の基本幾何学形状が形成されて、冷却通路の形成された基本幾何学形状が、ハウジング発泡成形部材内に、ハウジングの冷却通路の一貫した基本幾何学形状を形成するようになっており、個別発泡成形部分は、冷却通路の、個別発泡成形部分内に形成された基本幾何学形状が、ハウジング発泡成形部材内に、ハウジングの冷却通路の一貫した基本幾何学形状を形成するように、互いに接合されている。個別発泡成形部分の接着は、発泡成形部分が取扱の際にその形状を維持するという利点を有する。冷却通路の形態及び軸方向の延びに関するフレキシビリティも有利である。電気機械の長さ、及び組み込まれるステータの長さに応じて、冷却通路は、例えば専ら中間ディスク内に形成可能である。電気機械の設計に基づいて、冷却通路のより大きな軸方向の延びが必要であるとき、冷却通路は、中間ディスクを超えてリングディスク及び／又は軸受シールドディスク内を延在可能である。冷却通路は、既にハウジング内に作り込まれており、これにより、シール面、及び冷却通路を形成するための付加的な構成部分は削減される。これにより、コストは節減され、電気機械の故障に至り得る可能なエラー源は、回避される。

本発明の別の態様では、ハウジング発泡成形部材の軸方向の延在長さが、リングディスクの個別発泡成形部分の軸方向の延在長さを変更する、かつ／又は軸受シールドディスクの個別発泡成形部分の軸方向の延在長さを変更することにより変更可能である。例えば中間ディスクの個別発泡成形部分が一定の長さのままとされ、リングディスク及び軸受シールドディスクの個別発泡成形部分だけが変更されることにより、工具を製造するコストは削減される。電気機械の構造及び要求次第で、ハウジング長さは、中間ディスクの個別発泡成形部分を製造するための工具が変更される必要なしに、フレキシブルに適合可能である。

本発明の別の態様では、リングディスクの個別発泡成形部分が第１及び第２のリング発泡成形部分から形成される。両リング発泡成形部分は、ロータ軸線に対して同軸的に組み合わされる。両リング発泡成形部分は、有利には、互いにロータ軸線に関して多数の角度位置に回転可能に配向可能である。２つの部分からなる形態は、第１のリング発泡成形部分内に、中間ディスクの個別発泡成形部分との接着後に所定の形式で冷却通路の基本幾何学形状か、又は冷却通路の基本幾何学形状の一部を形成する冷却通路を形成することを可能にする。他のコンポーネント、例えば軸受シールドに対するインターフェースをなす第２のリング発泡成形部分は、所定の要求が充足されるように、第１のリング発泡成形部分に結合される。ほぼあらゆる任意の角度位置への第２のリング発泡成形部分のフレキシブルな配向は、存在する接続部に関する多数の要求の充足、例えば高電圧接続部のための接続部の正しい位置決めを可能にする。

別の態様では、リングディスクの個別発泡成形部分が、１つの個別発泡成形部分から形成され、この個別発泡成形部分が、２つのリング発泡成形型半部からなる工具により製造される。リング発泡成形型半部は、ロータ軸線に対して同軸的に組み合わされ、閉鎖される。これにより、リングディスクの個別発泡成形部分のための総キャビティが生じる。さらにリング発泡成形型半部は、ロータ軸線に関して互いに多数の角度位置に回転可能に配向可能である。適当な工具の形態において、ほぼすべての角度位置が可能である。この態様の利点は、２つのリング発泡成形部分を有する態様の利点と同様である。

本発明の別の態様では、第１及び第２のリング発泡成形部分相互の位置が、ハウジングに配置された冷却媒体接続部及び軸受シールドに配置された接続部の配置により規定される。同じことは、第１及び第２のリング発泡成形型半部相互の位置についても言える。冷却媒体接続部、及び軸受シールドに配置される接続部は、この態様では、有利には、種々異なる要求の際にフレキシブルに対応可能であり、かつ存在する接続部及びインターフェースが維持可能であるように配向可能である。

本発明の別の態様では、ハウジング注型ブランクの内面が切削加工される。これにより、ステータ体がハウジング内へのステータの組立後に当接するストッパが形成される。この態様の利点は、ストッパの可変の位置決め、ひいてはステータの可変の位置決めにある。ストッパの位置は、有利には、組み付けられたステータが完全に、ハウジング内に組み込まれた冷却通路により覆われるように選択される。

本発明に係る方法で製造されている本発明の一態様では、注型で製造される一体的なハウジングが、上述のハウジング発泡成形部材に対応して、軸受シールド部分、中間部分及びリング部分に区分される。その際、軸受シールド部分は、一端部側に、少なくとも１つの存在するコンポーネントに固定するための突出部を備え、この端部側に、半径方向でロータ軸線に向かって軸受収容部を備える。中間部分は、冷却媒体接続部を外周に備え、リング部分は、外周にわたって分配された突出部を備える。突出部には、軸受シールドが取り付け可能である。この態様の利点は、軸受シールド部分及びリング部分に一体的に成形された突出部にある。それというのも、存在するコンポーネント及び軸受シールドが、直接ハウジングに固定可能であるからである。固定は、例えばねじ結合を介して行われる。一体的に軸受シールド部分に成形され、軸受の収容前に加工される軸受収容部は、仮にロータの支承が、組み付けられた２つの軸受シールドを介してハウジングで行われても、ロータのより精緻な支承を可能にする。別の利点は、中間部分の外周に配置された冷却媒体接続部にあり、冷却媒体接続部は、ハウジングにおけるその中央の位置により、最適な冷却媒体供給、ひいては電気機械の最適な冷却を保証する。

電気機械の別の態様では、軸受シールドに配置される接続部が、高電圧接続部である。高電圧接続部は、有利には軸受シールドに配置されているので、高電圧接続部への要求が変わっても、ハウジングの部分も適合する必要はない。

上記の電気機械は、有利には、ハイブリッド駆動される車両で使用される。

別の利点及び有利な態様は、明細書及び以下の図面から看取される。

本発明の実施の形態を図面に示し、以下に詳説する。

本発明に係る方法により製造される電気機械の断面図である。 図１に係る第１の実施の形態のハウジング発泡成形部材の斜視図である。 図１に係る第１の実施の形態の軸受シールドディスクの個別発泡成形部分の斜視図である。 図１に係る第１の実施の形態の中間ディスクの個別発泡成形部分の斜視図である。 図５ａは、図１に係る第１の実施の形態のリングディスクの個別発泡成形部分の一方からの斜視図、図５ｂは、図１に係る第１の実施の形態のリングディスクの個別発泡成形部分の他方からの斜視図である。 リングディスクの個別発泡成形部分を製造するための工具の断面図である。 図１に係る第１の実施の形態のハウジング注型ブランクの斜視図である。 図１に係る第１の実施の形態の電気機械の斜視図である。 存在するコンポーネントとともに示す、図１に係る第１の実施の形態の電気機械の側面図である。 図１０ａは、図１に係るハウジングの第１の実施の形態の端部の平面図、図１０ｂは、ハウジングの第２の実施の形態の端部の平面図である。 延長された軸受シールドディスクとともに示す、第３の実施の形態のハウジング発泡成形部材の斜視図である。

発明の実施の形態
図１に示す断面図は、本発明に係る方法にしたがって製造された電気機械１を示す。電気機械１は、ハウジング２からなる。ハウジング２内には、ステータ３が収容されており、かつロータ４がロータ軸線５周りに回転可能に配置されている。ステータ３は、少なくともステータ体１９及びステータ巻線２０から形成される。ハウジング３の軸受シールド側６には、軸受シールド部分１２３が一体的に形成されている。軸受シールド部分１２３は、加工された軸受収容部７内に、ロータ４を支承するための固定側軸受８を収容している。ハウジング２の対向するリング側９には、軸受シールド１１が固定されている。軸受シールド１１は、ロータ４を支承するための自由側軸受１２を収容している。ハウジング２への軸受シールド１１の固定は、例えば、本図には図示しないねじ結合を介してなされる。ステータ３とロータ４との間には、エアギャップ１３が存在し、エアギャップ１３は、電気機械１が最適な効率を達成するように、可及的僅かに維持されなければならない。

ハウジング２内には、冷却媒体が通流可能な冷却通路１４が形成されている。冷却媒体は、外周１５に配置された２つの冷却媒体接続部１６を介して冷却通路１４に導入される。ハウジング２の内面１７にはストッパ１８が形成されている。ストッパ１８には、ステータ３がそのステータ体１９でもって当接する。ストッパ１８は、例えば切削加工法、特に旋削により、リング側９よりストッパ１８の所望の位置まで形成される。ハウジング内でのストッパ１８の位置は、ステータ長さ及びステータ構造に基づいて形成される。ステータ構造は、ステータ３の構成部材からなる。ステータ巻線２０は、分配された巻線又は単歯巻線（Ｅｉｎｚｅｌｚａｈｎｗｉｃｋｌｕｎｇ）から形成可能である。この構成において、分配された巻線は、単歯巻線としてステータ体１９から大きく突出する。したがって、ストッパ１８の位置は、次の基準を満たさなければならない。第１の基準は、冷却通路１４がステータ体１９に最大限、特に完全にオーバラップすることである（ステータ長さ）。図示の実施の形態では、ステータ体１９のオーバラップ２１が達成されている。最大の冷却ジャケットオーバラップが、冷却出力の最適化、これに伴う電気機械１の利用可能な出力の最適化を達成するためになされるべきである。第２の基準として、ステータ巻線２０は、絶縁間隔が維持されなければならない（ステータ構造）ので、ハウジング２に接触してはならない。ステータ３は、本実施の形態では、ハウジング２内に収縮ばめされるが、択一的には、圧入されてもよいし、又は回動又は軸方向移動を防止するために別の方法で固定されてもよい。

ハウジング３を製造する有利な製造法は、ロストフォーム法（Ｌｏｓｔ−Ｆｏａｍ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）である。ロストフォーム法では、注型部品あるいは鋳造部品の発泡成形された模型が製造される。この模型は、「発泡成形部材（Ｓｃｈａｅｕｍｔｅｉｌ）」とも呼ばれる。発泡成形部材を製造するための工具あるいは型に、例えばポリスチレンからなるプラスチック球を充填し、次に、高温蒸気をプラスチック球内に吹き込んで、プラスチック球同士を融着する。この工程は、ポリマーからなる蒸発可能な模型を形成する。蒸発可能な模型は、工具から取り出した後、対応する所望の最終的な注型製品あるいは鋳造製品と実質的に同じ形状を有している。その後、模型に薄い水溶性のコーティングを施し、結合剤フリーの砂内に埋めて、注湯する。液状の注型材料あるいは鋳造材料、有利にはアルミニウム又は鋳鋼は、発泡成形部材を蒸発させ、砂型内の中空室を占拠する。

本発明の第１の実施の形態のハウジング発泡成形部材２２の斜視図は、図２に示されている。ハウジング発泡成形部材２２は、３つの個別発泡成形部分２３，２４，２５から形成される。これらの個別発泡成形部分２３，２４，２５は、ロータ軸線５に対して同軸的に接着法により接合される。個別発泡成形部分２３，２４，２５は、軸受シールドディスク２３、開口２６が作り込まれた中間ディスク２４、及びリングディスク２５である。接着法では、軸受シールドディスク２３の個別発泡成形部分を中間ディスク２４の個別発泡成形部分に第１の接着シーム２７において接着する。次に、リングディスク２５の個別発泡成形部分を第２の接着シーム２８において中間ディスク２４に接着する。択一的には、リングディスク２５をまず中間ディスク２４に接着して、次に、軸受シールドディスク２３を中間ディスク２４に接着してもよい。

個別発泡成形部分２３，２４，２５は、図３、図４及び図５に示されており、以下に詳説する。図３には、第１の実施の形態の軸受シールドディスク２３のポット状の個別発泡成形部分の斜視図が示されている。軸受シールドディスク２３の外周１５には、リング側９に突出部２９が配置されている。突出部２９は、後のロストフォーム法において一体的に注型される。さらにリング側９には、半径方向内側にロータ軸線５に向かって、軸受収容部７の幾何学形状が形成されている。中間部分２４に面する接着シーム２７の側で、冷却通路３０の幾何学形状が形成されている。冷却通路３０の幾何学形状は、本実施の形態ではウェブ３１を備える。ウェブ３１は、軸受シールドディスク２３の個別発泡成形部分の安定化のために役立ち、中間ディスク２４及びリングディスク２５の別のウェブ３２（図４），３３（図５ａ）とともに、メアンダ状あるいは蛇行状の、ハウジング２の完成した冷却通路１４の幾何学形状を形成する。ウェブ３１，３２，３３により、冷却媒体は冷却通路１４を通して案内される。本発明の別の実施の形態では、例えばウェブ３１を省略してもよい。その結果、冷却通路１４は、ウェブ３１なしに形成される。この場合、３つの個別発泡成形部分２３，２４，２５は相互に、ハウジングｘ２への所定の要求を充足する、ロータ軸線５に対してあらゆる所望の角度位置に配向され、接着され得る。

図４は、第１の実施の形態の中間ディスク２４の個別発泡成形部分の斜視図を示す。中間ディスク２４の外周１５には、開口２６が形成されている。これらの開口２６は、後に製造される注型部品において、冷却媒体接続部１６を製造するために役立つ。中間ディスク２４には、冷却通路３４の幾何学形状が形成されており、中間ディスク２４は、冷却通路３４の幾何学形状内にウェブ３２を有する。ウェブ３２の機能については既に説明したとおりである。さらにロータ軸線５が図示されている。

図５ａには、第１の実施の形態のリングディスク２５の個別発泡成形部分の斜視図が第１の視点で示されている。リングディスクは、第１のリング発泡成形部分３５及び第２のリング発泡成形部分３６に区分可能である。第２のリング発泡成形部分３６の外周１５には、突出部４４のための幾何学形状が配置されている。突出部４４の機能については後述する。リングディスク２５は、２つの異なる方法により製造可能である。第１の方法では、第１のリング発泡成形部分３５と第２のリング発泡成形部分３６とを、別個に製造し、次に、ロータ軸線５に対して同軸的に組み合わせ、接着シーム３７において互いに、ロータ軸線５に対してあらゆる任意の所望の角度位置で接着する。リングディスク２５を製造する第２の方法については、図６の説明を参照されたい。

図５ｂには、２つのリング発泡成形部分３５，３６からなる第１の実施の形態のリングディスク２５の斜視図が、第１のリング発泡成形部分３５側からの視点で示されている。第１のリング発泡成形部分３５には、冷却通路３８の、ウェブ３３を備える幾何学形状が形成されている。さらにロータ軸線５が示されている。リング発泡成形部分３５のウェブ３３を含めた冷却通路３８の幾何学形状は、どの角度位置でリングディスク２５が中間ディスク２４に接着されるかを決定する。第２のリング発泡成形部分３６は、所定のインターフェースへの要求が充足されるように配向される。

図６は、リングディスク２５の個別発泡成形部分を製造するための工具３９の断面図を示す。リングディスク２５の個別発泡成形部分を製造するこの第２の方法では、工具あるいは型３９を、第１のリング発泡成形型半部４０と第２のリング発泡成形型半部４１とから形成する。両リング発泡成形型半部４０，４１は、接触面４２において仮想のロータ軸線１０５に対して同軸的に接合あるいは閉鎖される。キャビティとも呼ばれるリング発泡成形型半部４０，４１は、互いに、ロータ軸線１０５に対する任意の角度位置で閉鎖可能である。相互の配向は、インターフェースへの要求により規定される。工具３９の内部４３内では、リングディスク２５の個別発泡成形部分が形成される。第１のリング発泡成形型半部４０は、第１のリング発泡成形部分３５の型を形成し、かつ第２のリング発泡成形型半部４１は、第２のリング発泡成形部分３６の型を形成する。

図７には、本発明の第１の実施の形態のハウジング注型ブランクあるいはハウジング鋳造ブランク１２２の斜視図が示されている。ハウジング注型ブランク１２２は、注型中、金属からロストフォーム法により製造されており、リング側９からリング部分１２５、中間部分１２４、軸受シールド部分１２３に区分可能である。リング部分１２５の外周１５にはリング側９に突出部４４が配置されている。突出部４４には、突出部４４の加工後、電気機械１の軸受シールド１１が固定される。加工としては、例えば、突出部４４内に貫通開口を穿孔するか、又はねじ山を切ることが考えられ、これにより、軸受シールド１１を例えばねじによりハウジング２に固定することが可能となる。中間部分１２４の外周１５には、開口２６が配置されている。開口２６は、例えば冷却媒体接続部１６の差し込み及び／又はねじ込みのために役立つ。

図８は、螺止された軸受シールド１１を備える、第１の実施の形態の本発明により製造された電気機械１の斜視図を示す。電気機械１のハウジング２は、軸受シールド部分１２３、中間部分１２４及びリング部分１２５に区分可能である。リング部分１２５は、第１のリング部分１３５及び第２のリング部分１３６に区分可能である。軸受シールド１１は、ねじ結合部４５を介して第２のリング部分１３６の突出部４４に固定されており、かつ軸受シールド１１には、接続部４６が配置されている。接続部４６は、所定のインターフェースをなし、本実施の形態では電気機械１の高電圧接続部である。加えて、中間部分１２４は、外周１５に２つの冷却媒体接続部１６を備える。第１のリング部分１３５に対する第２のリング部分１３６の角度位置は、冷却媒体接続部１６に対する接続部４６の位置により規定される。

図９には、存在するコンポーネント４７に設けられた第１の実施の形態の電気機械１の側面図が示されている。電気機械１は、ハウジング２の軸受シールド側６において、突出部２９を介して、特にねじ結合によりコンポーネント４７に固定されている。存在するコンポーネント４７は、例えば自動車、特にハイブリッド車両又は電気車両のパワートレーン内の伝動装置あるいはトランスミッションである。しかし、電気機械１は、例えば直接自動車のホイールに固定されてもよいし、又は電気機械１により自動車の駆動に供するか、若しくはエネルギを電気機械１に伝達するその他の存在するコンポーネント４７に固定されてもよい。

図１０ａは、ハウジング２の第１の実施の形態のリング側９の平面図を示す。軸受シールド部分１２３の突出部２９と、中間部分１２４の冷却媒体接続部１６と、軸受シールド１１を固定するための突出部４４を備えるリング部分１２５の第２のリング部分１３６とが示されている。角度αを示すために、第１及び第２の補助線４８，４９が示されている。第１の補助線４８は、ロータ軸線５と冷却媒体接続部１６とを通るように引かれ、第２の補助線４９は、ロータ軸線５と第２のリング部分１３６に設けられた段部５０とを通るように引かれている。角度αは、中間部分１２４の冷却媒体接続部１６に対する第２のリング部分１３６の角度位置を示し、ひいては、存在するインターフェース相互の位置を示す。

図１０ｂは、ハウジング１０２の第２の実施の形態のリング側９の平面図を示す。図示は、図１０ａと同様であるが、第２のリング部分１３６が冷却媒体接続部１６に対して、図１０ａに示した角度αより大きな角度βで配置されている点で異なる。図示のために、第３の補助線５１が段部５０とロータ軸線５とを通るように引かれている。図１０ａに示したハウジング２と比較して、ハウジング１０２の第２のリング部分１３６は、本実施の形態では、角度（β−α）の分だけずらされて注型されている。

図１１には、延長された軸受シールドディスク２２３を備える第３の実施の形態のハウジング発泡成形部材２２２の斜視図が示されている。この延長された軸受シールドディスク２２３を製造するために、発泡体を製造するための、長さが変更された工具が製造される。ハウジング発泡成形部材２２２は、図２で説明したように、不変の中間ディスク２４を、延長された軸受シールドディスク２２３に、ロータ軸線５に対して同軸的に接着し、次に、リングディスク２５を中間ディスク２４に接着することにより製造される。

ハウジング発泡成形部材２２、ひいてはハウジング２を軸方向で延長するその他の可能性は、リングディスク２５の個別発泡成形部分、特に第１のリング発泡成形部分３５の延長である。電気機械１の構造及び要求に応じて、それぞれ一方の個別発泡成形部分２３，２５のみを軸方向で延長するか、又は両個別発泡成形部分２３，２５を軸方向で延長することが有意義である。注型後に中間部分１２４が離型される中間ディスク２４は、その軸方向の延在長さに関して一定に維持される。

加えて、ハウジング発泡成形部材２２を、軸方向で一定に維持される中間ディスク２４、変更可能な軸受シールドディスク２３及び変更可能なリングディスク２５で確立したことは、両個別発泡成形型２３，２５の直径が相対的に中間ディスク２４の直径とは無関係に変更可能であることを可能とする。これにより、軸受シールド側６のインターフェースにおけるコンポーネント４７に関する自由な構成と、ハウジング２のリング側９へのフレキシブルな結合、ひいては軸受シールド１１の結合とが達成される。

ハウジング発泡成形型２２及び３つの個別発泡成形部分２３，２４，２５によるハウジング２の構造は、種々異なる個別発泡成形部分２３，２４，２５の多様性が制限され、大抵の場合種々異なる所定のインターフェース及びステータが、発泡成形部分２３，２４，２５の製造のためのそれぞれ１つの製造用発泡成形工具によりカバーされるように選択されなければならない。

プラスチックからなる発泡成形部分が発泡体（英語：ｆｏａｍ ｐａｒｔ、ドイツ語：Ｓｃｈａｅｕｍｌｉｎｇ）とも呼ばれることを言及しておく。発泡成形部分を製造するための工具は、発泡成形型（英語：ｆｏａｍ ｔｏｏｌ、ドイツ語：Ｓｃｈａｅｕｍｆｏｒｍ）とも呼ばれる。

本発明は、請求項１の上位概念部に係る電気機械を製造する方法、すなわち、ハウジングと、該ハウジング内に収容され、少なくともステータ体及びステータ巻線から形成されるステータと、前記ハウジング内でロータ軸線周りに回転可能に支承されるロータと、前記ハウジングに固定される軸受シールドとを備える電気機械を製造する方法に関する。さらに本発明は、請求項７に係る電気機械、すなわち、上記の方法により製造されるハイブリッド車両のための電気機械に関する。

発明の実施の形態
図１に示す断面図は、本発明に係る方法にしたがって製造された電気機械１を示す。電気機械１は、ハウジング２からなる。ハウジング２内には、ステータ３が収容されており、かつロータ４がロータ軸線５周りに回転可能に配置されている。ステータ３は、少なくともステータ体１９及びステータ巻線２０から形成される。ハウジング２の軸受シールド側６には、軸受シールド部分１２３が一体的に形成されている。軸受シールド部分１２３は、加工された軸受収容部７内に、ロータ４を支承するための固定側軸受８を収容している。ハウジング２の対向するリング側９には、軸受シールド１１が固定されている。軸受シールド１１は、ロータ４を支承するための自由側軸受１２を収容している。ハウジング２への軸受シールド１１の固定は、例えば、本図には図示しないねじ結合を介してなされる。ステータ３とロータ４との間には、エアギャップ１３が存在し、エアギャップ１３は、電気機械１が最適な効率を達成するように、可及的僅かに維持されなければならない。

個別発泡成形部分２３，２４，２５は、図３、図４及び図５に示されており、以下に詳説する。図３には、第１の実施の形態の軸受シールドディスク２３のポット状の個別発泡成形部分の斜視図が示されている。軸受シールドディスク２３の外周１５には、軸受シールド側６に突出部２９が配置されている。突出部２９は、後のロストフォーム法において一体的に注型される。さらに軸受シールド側６には、半径方向内側にロータ軸線５に向かって、軸受収容部７の幾何学形状が形成されている。中間部分２４に面する接着シーム２７の側で、冷却通路３０の幾何学形状が形成されている。冷却通路３０の幾何学形状は、本実施の形態ではウェブ３１を備える。ウェブ３１は、軸受シールドディスク２３の個別発泡成形部分の安定化のために役立ち、中間ディスク２４及びリングディスク２５の別のウェブ３２（図４），３３（図５ａ）とともに、メアンダ状あるいは蛇行状の、ハウジング２の完成した冷却通路１４の幾何学形状を形成する。ウェブ３１，３２，３３により、冷却媒体は冷却通路１４を通して案内される。本発明の別の実施の形態では、例えばウェブ３１を省略してもよい。その結果、冷却通路１４は、ウェブ３１なしに形成される。この場合、３つの個別発泡成形部分２３，２４，２５は相互に、ハウジング２への所定の要求を充足する、ロータ軸線５に対してあらゆる所望の角度位置に配向され、接着され得る。

Claims (8)

1. ハウジング（２）と、該ハウジング（２）内に収容され、少なくともステータ体（１９）及びステータ巻線（２０）から形成されるステータ（３）と、前記ハウジング（２）内でロータ軸線（５）周りに回転可能に支承されるロータ（４）と、前記ハウジング（２）に固定される軸受シールド（１１）とを備える電気機械（１）を製造する方法において、前記ハウジング（２）を以下の方法ステップで製造する、すなわち：
   ‐ハウジング発泡成形部材（２２）を少なくとも３つの個別発泡成形部分（２３，２４，２５）から製造し、該個別発泡成形部分（２３，２４，２５）が、以下の部分、すなわち：
   １．略筒状の形態を有し、前記ハウジング発泡成形部材（２２）の中間部材を形成する中間ディスク（２４）、
   ２．略筒状の形態を有し、前記ハウジング発泡成形部材（２２）の別の中間部材を形成するリングディスク（２５）、及び
   ３．略ポット状の形態を有し、前記ハウジング発泡成形部材（２２）の一端を形成する軸受シールドディスク（２３）、
   であって、
   ‐ハウジング注型ブランク（１２２）を前記ハウジング発泡成形部材（２２）を用いてロストフォーム注型法により製造して、前記ハウジング注型ブランク（１２２）により前記ハウジング（２）を形成する、
   という方法ステップで製造することを特徴とする、電気機械を製造する方法。
2. 前記個別発泡成形部分（２３，２４，２５）を以下のように接着法により互いに結合する、すなわち：
   ‐前記個別発泡成形部分（２３，２４，２５）を前記ロータ軸線（５）に対して同軸的に配置し、
   ‐少なくとも１つの個別発泡成形部分（２３，２４，２５）内に冷却通路（３０，３４，３８）の基本幾何学形状を形成して、前記冷却通路（３０，３４，３８）の形成された基本幾何学形状が、前記ハウジング発泡成形部材（２２）内に、前記ハウジング（２）の冷却通路（１４）の一貫した基本幾何学形状を形成するようにし、かつ
   ‐前記個別発泡成形部分（２３，２４，２５）を、前記冷却通路（３０，３４，３８）の、前記個別発泡成形部分（２３，２４，２５）内に形成された基本幾何学形状が、前記ハウジング発泡成形部材（２２）内に、前記冷却通路（１４）の一貫した基本幾何学形状を形成するように、互いに接合する
   ように接着法により互いに結合する、請求項１記載の方法。
3. 前記ハウジング発泡成形部材（２２）の軸方向の延在長さが、
   ‐前記リングディスク（２５）の前記個別発泡成形部分の軸方向の延在長さを変更する、かつ／又は
   ‐前記軸受シールドディスク（２３）の前記個別発泡成形部分の軸方向の延在長さを変更する
   ことにより変更可能である、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記リングディスク（２５）の前記個別発泡成形部分を、
   ‐第１及び第２のリング発泡成形部分（３５，３６）から形成し、両リング発泡成形部分（３５，３６）を前記ロータ軸線（５）に対して同軸的に組み合わせ、互いに前記ロータ軸線（５）に関して多数の角度位置に回転可能に配向可能とするか、又は
   ‐１つの個別発泡成形部分（２５）から形成し、該個別発泡成形部分（２５）を２つのリング発泡成形型半部（４０，４１）からなる工具（３９）により製造し、該リング発泡成形型半部（４０，４１）を前記ロータ軸線（５）に対して同軸的に組み合わせ、互いに前記ロータ軸線（５）に関して多数の角度位置に回転可能に配向可能とする、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記第１及び第２のリング発泡成形部分（３５，３６）及び／又は前記第１及び第２のリング発泡成形型半部（４０，４１）相互の位置を、
   ‐前記ハウジング（２）に配置された冷却媒体接続部（１６）及び
   ‐前記軸受シールド（１１）に配置された接続部（４６）
   の配置により規定する、請求項４記載の方法。
6. 前記ハウジング注型ブランク（１２２）の内面を切削加工し、その際に、前記ステータ体（１９）が前記ハウジング（２）内への前記ステータ（３）の組立後に当接するストッパ（１８）を形成する、請求項１記載の方法。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載の方法により製造されるハイブリッド車両のための電気機械（１）において、
   前記ハウジング（２）が前記ハウジング発泡成形部材（２２）に対応して軸受シールド部分（１２３）、中間部分（１２４）及びリング部分（１２５）を備え、
   ‐前記軸受シールド部分（１２３）が、一端部側（９）に、存在するコンポーネント（４７）に固定するための突出部（２９）を備え、該端部側（９）に、半径方向で前記ロータ軸線（５）に向かって軸受収容部（７）を備え、
   ‐前記中間部分（１２４）が冷却媒体接続部（１６）を外周（１５）に備え、かつ
   ‐前記リング部分（１２５）が前記外周（１５）にわたって分配された突出部（４４）を備え、該突出部（４４）に前記軸受シールド（１１）が取り付け可能である
   ことを特徴とする、ハイブリッド車両のための電気機械。
8. 請求項５記載の方法により製造されるハイブリッド車両のための電気機械（１）において、前記軸受シールド（１１）に配置される接続部（４６）が高電圧接続部であることを特徴とする、ハイブリッド車両のための電気機械。

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