JP2021141800A

JP2021141800A - 電気機械のロータの製造方法

Info

Publication number: JP2021141800A
Application number: JP2021018885A
Authority: JP
Inventors: タシュティナ; Tusch Tina
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2021-09-16
Also published as: CN113346690A; DE102020105472A1

Abstract

【課題】電気機械のロータの製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る電気機械のロータの製造方法では、磁性体（４）を収容するための複数の収容開口部（３）を有するロータ（１）の基体（２）を用意し、ここで、収容開口部（３）の半径方向の大きさは、挿入される磁性体（４）よりも大きいものであり、磁性体（４）を用意し、磁性体（４）を、そのために設けられた収容開口部（３）に挿入し、その際、それぞれの収容開口部（３）内において、磁性体（４）の両側に自由体積要素（５）が残り、収容開口部（３）の自由体積要素（５）に、トランスファー成形によってプラスチック材料（６）を充填し、挿入された磁性体を有する基体を所定の回転数のもとで動かし、それによって、プラスチック材料（６）の硬化を所定の回転数のもとで行う。【選択図】図１

Description

本発明は、電気機械、特に自動車の電気機械のロータの製造方法に関する。

従来技術において、ロータを有する電気機械が知られており、この電気機械では、ロータはロータ巻線又は静電磁石配置を有する。この場合、ロータは、典型的には、巻線又は磁石配置を収容又は保持する基体から形成されている。特に、多数の磁性体を有する磁石配置の場合には、多数の磁性体を、電気機械の耐用年数にわたって基体内又は基体上に静止した状態で配置し、且つ、アンバランスを可能な限り少なく又は全く生じさせないように配置することは、特に困難である。そのため、バランス調整工程が必要とされないか、あるいはバランス調整工程を容易に行うことができない。

従って、本発明の課題は、実施が簡単で、従来技術に関して改良されたロータを作成することができる、電気機械のロータの製造方法を提供することである。

上記課題は請求項１の特徴によって解決される。

本発明に係る電気機械のロータの製造方法では、磁性体を収容するための複数の収容開口部を有するロータの基体を用意し、ここで、収容開口部及びフローバリア（Ｆｌｕｓｓｂａｒｒｉｅｒｅｎ）の半径方向の大きさは、挿入される磁性体よりも大きいものであり、磁性体を用意し、磁性体を、そのために設けられた収容開口部に挿入し、その際、それぞれの収容開口部内において、磁性体の両側に自由体積要素（ｆｒｅｉｅｓＶｏｌｕｍｅｎｅｌｅｍｅｎｔ）が残り、収容開口部の自由体積要素に、トランスファー成形によってプラスチック材料を充填し、挿入された磁性体を有する基体を所定の回転数のもとで動かし、それによって、プラスチック材料の硬化を所定の回転数のもとで行う。回転数の利用によって、作用する遠心力に基づいて磁性体の均一な分布及び配置がもたらされる。それよって、後でのバランス調整の必要がなくなるか、あるいはバランス調整の費用が低減される。

特に、基体の用意、プラスチック材料の充填、及び／又は、プラスチック材料の硬化を、高められた（ｅｒｈｏｅｈｔｅｎ）温度で行うことは、有利である。使用されるプラスチック材料によっては、特にプラスチック材料としての熱硬化性樹脂又はエラストマーの場合には、高められた温度によって硬化が促進されるか、あるいは可能になる。

有利な一実施例において、挿入された磁性体を有する基体の配置、及び／又は、プラスチック材料の用意、及び／又は、プラスチック材料の硬化を、１００℃より高温で、特に１５０℃より高温又は１６０℃以上で行うことは、好都合である。これによって、少なくともプラスチック材料の硬化は、所定の高められた温度、特に通常の条件と比較して高められた温度で行われ、これによって硬化が促進される。

一実施例において、基体が一体部品として提供されることは、有利である。これによって、その組み立てが容易となる。

また、基体がディスクの積層体として提供されることは、有利であり得る。これによって、特に生成される渦電流に関して、ロータの電気的特性が改善される。

また、基体は、軸を収容するための中央開口部を有しており、トランスファー成形の後に軸を中央開口部に挿入すること、又は、トランスファー成形の前に軸を基体の中央開口部に挿入することは、有利である。それによって、ロータを、本製造方法の際に既に支持することができる、又は、後に支持することができる。

その際、基体の用意の前に既に、軸を、基体内に配置しておく、及び／又は、基体に結合しておくことも有利である。これによって、ロータの製造を容易にする。

また、トランスファー成形の際に、プラスチック材料を、特に通常の条件と比較して高められた温度及び圧力のもとで、自由体積要素に注入することは、有利である。それによって、プラスチック材料の急速な硬化を促進することができ、これは、ロータの製造コストを低下させる。

回転数が１回転／秒より大きいこと、及び／又は、回転数を変化させることは、特に有利である。それによって、そのために設けられた収容開口部における磁性体の所定の配置が、迅速かつ容易に達成される。

回転数を少なくとも１０秒間、好ましくは少なくとも３０秒間、保持すること、及び／又は、回転数をプラスチック材料が硬化するまで保持することは、特に有利である。それによって、プラスチック材料の存在にもかかわらず、磁性体を、一様な配置を取る場所に配置することができる。

以下、本発明を、実施例に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。

本発明によるロータの概略図である。プラスチック材料を充填する前のロータを示す図である。プラスチック材料を充填した後のロータを示す図である。プラスチック材料を充填した後のロータの回転を示す図である。磁性体の配置を認識するためのロータの図である。

本発明は、例えば自動車用の電気機械のロータ１の製造方法に関する。この電気機械は、例えば、自動車の走行原動機として使用することができる。

ロータ１は、ロータ１の製造時に用意される基体２を有している。また、このような基体２を、互いに隣接して配置して、複数設けてもよい。例えば、このような基体２を２つ設けてもよい。

基体２は、磁性体４を収容するための複数の収容開口部３を有する。収容開口部３は、有利には、水平断面においてロータ１内に細長く形成されている。収容開口部３は、その半径方向の広がりにおいて、挿入される磁性体４よりも大きい。

収容開口部３は、半径方向Ｒに対して所定の角度αで整列されている（図２参照）。収容開口部３は、半径方向Ｒに対して、例えば３０°〜６０°の角度で、好ましくは４５°の角度で配置されている。

さらに、ロータ１の製造時には、磁性体４を用意し、そのために設けられた収容開口部３に磁性体４を挿入する（磁性体４が収容開口部３に挿入された後の状態は、図２を参照）。

収容開口部３は磁性体４よりも長いため、各収容開口部３内の磁性体４の両側にはそれぞれ自由体積要素５が残る。

続いて、プラスチック材料６による収容開口部３の自由体積要素５の充填を、トランスファー成形によって行う。プラスチック材料６は、任意にエラストマー又は熱硬化性樹脂である。プラスチック材料６を、トランスファー成形の間、特に、通常の条件と比較して高められた温度のもとで、及び／又は、高められた圧力のもとで、自由体積要素５に注入する。

充填後、ロータ１を回転数ｎのもとで動かす。それによって、プラスチック材料６の硬化を回転数ｎのもとで行う、特に、少なくとも最初は回転数ｎのもとで行う（図４参照）。

回転数ｎは、１回転／秒よりも大きく、有利には１０回転／秒よりも大きく、又は５０回転／秒よりも大きい。また、回転数ｎを、予め設定可能なプログラム又はシーケンスに従って変化させてもよい。

また、回転数ｎを少なくとも１０秒間、好ましくは少なくとも３０秒間、保持すること、及び／又は、回転数ｎをプラスチック材料が硬化するまで保持することは、有利である。

回転数ｎと、軟らかくてまだ硬化していないプラスチック材料６とによって、磁性体４は、作用する遠心力に基づいて半径方向外側にシフトすることができ、それによって、配置の最適場所を見出すことができる（図５参照）。

特に有利には、基体２の用意、プラスチック材料６の充填、及び／又は、プラスチック材料６の硬化を、高められた温度で行う。その際、高められた温度は、通常の条件に対して高められた温度、すなわち０℃を越えた、特に２０℃の室温を越えた温度を意味する。対応して、挿入された磁性体４を有する基体２の配置、及び／又は、プラスチック材料６の用意、及び／又は、プラスチック材料６の硬化を、１００℃より高温で、特に１５０℃より高温又は１６０℃以上で行うと好都合である。これによって、特にプラスチック材料がエラストマー又は熱硬化性樹脂である場合に、プラスチック材料の硬化を促進することができる。

本実施例において、基体２が、１つの一体部材として提供されてもよいし、複数の一体部材から組み立てられてもよい。あるいは、基体２が、ディスク体の積層体として提供されてもよい。基体２及び／又はディスク体を、金属、合金、プラスチック、又は複合体から形成してもよい。

図１によれば、基体２は、軸８を収容するための中央開口部７を有する。その軸８を、トランスファー成形の後に中央開口部７に挿入するか、又は、軸８を、トランスファー成形の前に既に基体２の中央開口部７に挿入する。また、基体２が用意される前に既に、軸８を、基体２内に配置しておくか、及び／又は、基体２に結合しておいてもよい。

１ロータ
２基体
３収容開口部
４磁性体
５自由体積要素
６プラスチック材料
７中央開口部
８軸

Claims

電気機械のロータの製造方法であって、
磁性体（４）を収容するための複数の収容開口部（３）を有するロータ（１）の基体（２）を用意し、ここで、前記収容開口部（３）の半径方向の大きさは、挿入される前記磁性体（４）よりも大きいものであり、
磁性体（４）を用意し、
前記磁性体（４）を、そのために設けられた前記収容開口部（３）に挿入し、その際、それぞれの前記収容開口部（３）内において、前記磁性体（４）の両側に自由体積要素（５）が残り、
前記収容開口部（３）の前記自由体積要素（５）に、トランスファー成形によってプラスチック材料（６）を充填し、
挿入された前記磁性体を有する前記基体を所定の回転数のもとで動かし、それによって、前記プラスチック材料（６）の硬化を所定の回転数のもとで行う、方法。
前記基体（２）の用意、前記プラスチック材料（６）の充填、及び／又は、前記プラスチック材料（６）の硬化を、高められた温度で行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
挿入された前記磁性体（４）を有する前記基体（２）の配置、及び／又は、前記プラスチック材料（６）の用意、及び／又は、前記プラスチック材料（６）の硬化を、１００℃より高温で、特に１５０℃より高温又は１６０℃以上で行うことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
前記基体（２）が、一体部材として提供されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
前記基体（２）が、ディスクの積層体として提供されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
前記基体（２）が軸（８）の収容のための中央開口部（７）を有し、前記トランスファー成形の後に、前記軸（８）を前記中央開口部に挿入すること、又は、前記トランスファー成形の前に、前記軸（８）を前記基体（２）の前記中央開口部（７）に挿入することを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の方法。
前記基体（２）の用意の前に既に、前記軸（８）を、前記基体（２）内に配置しておくこと、及び／又は、前記基体（２）に結合しておくことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
前記トランスファー成形の際に、前記プラスチック材料（６）を、特に通常の条件と比較して高められた温度及び圧力のもとで、前記自由体積要素（５）に注入することを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の方法。
前記回転数が１回転／秒より大きいこと、及び／又は、前記回転数を変化させることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の方法。
前記回転数を少なくとも１０秒間、好ましくは少なくとも３０秒間、保持すること、及び／又は、前記回転数を前記プラスチック材料（６）が硬化するまで保持することを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の方法。