(57)【要約】  本発明は、リブ（４、１４）が設けられ、冷却流体と接触することになる第一の面を含むケーシング（１０）内に配置されたステータ（２）とロータ（３）を含む電気機械に関し、機械（１）には閉鎖構造（６）が設けられ、これは前記ケーシング（１０）の第一の面に密閉状態で固定されて、ケーシング（１０）の第一の面と共に、モータ（１）の冷却流体のための回路（５）を形成するスペースを画定し、閉鎖構造はケーシング（１０）の第一の面に、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定され、少なくとも１つのカバー（６）を含み、閉鎖構造（６）はケーシング（１０）に、前記リブにおいてのみ溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）内に配置されたステータ（２）とロータ（３）を含む電気機械、特に電気モータにおいて、前記ケーシング（１０）は、リブ（４、１４）が設けられ、前記機械（１）を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含み、前記機械（１）には、前記ケーシング（１０）の前記第一の面に密閉状態で固定されて、前記ケーシング（１０）の前記第一の面と共に、前記モータ（１）を冷却するための前記流体のための回路（５）を形成するスペースを画定する閉鎖構造（６）が設けられ、前記閉鎖構造は前記ケーシング（１０）の前記第一の面に、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定され、少なくとも１つのカバー（６）を含み、前記閉鎖構造（６）は前記ケーシング（１０）に、前記リブにおいてのみ溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定されること、及び前記リブ（４、１４）は、それらが固定される前記ケーシング（１０）の本体の残りの部分の柔軟性より高い柔軟性をそれらに付与する幾何学、特に厚さと高さを有することを特徴とする電気機械。
【請求項２】
前記機械の方向（１１）に延びる複数のリブを有すること、及び前記閉鎖構造（６）は端の前記リブ（１４）、すなわち前記方向（１１）に前記複数のリブの両端にある前記リブ（１４）に、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により、固定されることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記リブ（４、１４）は各々、前記ケーシング（１０）に固定される下端と、前記閉鎖構造（６）がそこに溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定される末端の上端を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の機械。
【請求項４】
前記リブ（４、１４）は、前記ケーシング（１０）の本体の前記残りの部分の柔軟性の少なくとも２倍、好ましくは５倍高い柔軟性、すなわち単位変形力（ニュートン）当たりの変形可能性（ｍｍ）を有することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の機械。
【請求項５】
前記リブ（１４）は、前記ケーシング（１０）の本体の前記残りの部分のそれの２〜４分の１である厚さ又は幅を有することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の機械。
【請求項６】
前記リブ（４、１４）は、前記ステータ（１２）の横断寸法又は外径の０．５〜５％の厚さを有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の機械。
【請求項７】
前記リブ（４）は、その厚さの２〜２０倍の高さを有することを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の機械。
【請求項８】
前記閉鎖構造は、前記リブ（４）及び／又は前記カバー（６）に溶接された少なくとも１つの管（７、８）を含み、前記冷却流体のための入口又は出口を形成することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の機械。
【請求項９】
それが前記閉鎖構造（６）と前記ケーシング（１０）との間に機械的シーリングシステム又はねじ止めシステムを持たないことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の機械。
【請求項１０】
前記冷却回路（５）は熱伝達液体を含むことを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の機械。
【請求項１１】
前記リブ（４、１４）は、前記ケーシング（１０）の前記第一の面において前記ケーシング（１０）の長さ軸（１１）の周囲に１つ又は複数の螺旋溝又は１つ又は複数の非螺旋円形溝を形成することを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の機械。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の電気機械、特にモータの製造方法において、前記機械は、ケーシング（１０）内に配置されたステータ（１２）とロータ（３）を含み、前記ケーシング（１０）は、リブ（４）が設けられ、前記機械（１）を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含み、シールされた閉鎖構造（６）を前記ケーシング（１０）の前記第一の面に固定して、前記ケーシング（１０）の前記第一の面と共に、前記モータ（１）を冷却するための前記流体のための回路（５）を画定するステップを含み、前記閉鎖構造は少なくとも１つのカバー（６）を含み、前記閉鎖構造は前記ケーシング（１０）の前記第一の面に、及び前記リブ（４、１４）のみに、特に端の前記リブ（１４）、すなわち複数の前記リブの両端にある前記リブに溶接により固定される方法。
【請求項１３】
前記閉鎖構造を前記ケーシング（１０）の前記第一の面に溶接するステップの終わりに、前記方法は、前記ケーシング（１０）の変形を修正するようにするための前記ケーシング（１０）の仕上げ機械加工作業と、溶接により、前記ケーシング（１０）を幾何学的に安定させるための前記ケーシング（１０）の熱処理のうちの少なくとも１つを持たないことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械及びその製造方法に関する。
【０００２】
本発明は、より詳しくは、ケーシング内に配置されたステータとロータを含み、ケーシングは、リブが設けられ、機械を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含む電気機械、特に電気モータに関し、機械には、ケーシングの第一の面に密閉状態で固定されて、ケーシングの第一の面と共に、モータを冷却するための流体のための回路を形成するスペースを画定する閉鎖構造が設けられ、閉鎖構造はケーシングの第一の面に、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定され、少なくとも１つのカバーを含む。
【背景技術】
【０００３】
電気モータ（特にモータのステータ）を冷却するための回路を提供することが知られており、例えば欧州特許公開第２６８０４０８Ａ１号を参照されたい。
【０００４】
既知の解決策は、ロータ３とステータ１２を取り囲むケーシング１０が１つ又は複数の螺旋チャネルを形成するリブ４を有するようにする（図１参照）。ケーシング１０のリブ付き面は、閉鎖構造（カバー６、管７、８）により密閉状態に閉じられて、モータの周囲に冷却回路５が形成される。図１の構成では、ケーシング１０は、ねじ止め接続により相互に結合され、エラストマＯリング９、１３でシールされる複数の部品から製作される。この解決策には下記のような多くの欠点がある：
−一体部品システムと比較して、ねじ止め構成要素の機械的強度が低い。
−ねじ２とシール１３がその中に格納される一方で、管状カバー６をフィットさせることができるようにするために、ケース１０の厚さを比較的厚くする必要がある。
−モータステータの温度を制限するために、ケーシング１０に熱伝導率の高い材料を使用する必要がある。特に、ケーシング１０の厚さをより高い熱伝導率で補償しなければならない。
−冷却流体又はケーシング周囲体積の環境によりケーシング１０が腐食するリスクがある。このリスクは、熱伝導率の高い材料の選択に関連付けられる（例えば、アルミニウム合金）。
−モータキャビティとケーシング１０の周囲体積との間でシール１３を通じたリークが生じるリスクがある。
−経時によりシールが劣化するリスクがあり、その結果、保守のためにシステムを分解しなければならないリスクがある。
【０００５】
図２の構成では、モータケーシング１０は、溶接又はろう付けにより相互に結合された複数の部品から製作されている。この解決策の欠点は以下のとおり：
−ケーシング１０を幾何学的に安定させるという点から、溶接後に熱処理が必要となる可能性がある。
−ケーシング１０の正確な幾何学及びモータステータ２とケーシング１０との間の正しいフィットを確保するために、溶接後に仕上げ機械加工作業を行う必要がある。
【０００６】
具体的には、このモータ構造の製造（溶接）によってケーシング１０が変形し、これはステータ１２とケーシング１０との間の正確な相対的寸法付けに不利な影響を与える。
【０００７】
図３の構成では、モータケーシング１０は一体型であり、冷却回路５のチャネルを含む構成要素１６は前記ケーシング１０に挿入される。ケーシング１０と構成要素１６との間の流体流は、シール９によってモータキャビティに入らないようにされる。この解決策の欠点は以下のとおり：
−モータキャビティと冷却流体との間にリークが生じるリスクがある。
−経時的にシール９が劣化するリスクがあり、その結果、保守のためにシステムを分解しなければならないリスクがある。
【０００８】
他の解決策（図には示さず）は、図３の構成のＯリングが溶接又はろう付けに置き換えられることである。この解決策の欠点は以下のとおり：
−腐食又は疲労に関連して、溶接不良を通じて、モータキャビティと冷却流体との間にリークが生じるリスクがある。
−ケーシングの正しい幾何学及びモータステータ１２と構成要素６との間の正しいフィットを確保するために、溶接又はろう付け後に仕上げ機械加工作業を行う必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述の先行技術の欠点の全部又は幾つかを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのために、本発明による電気機械は、それ以外は上の序文の中に挙げた一般的な定義によるものであるが、基本的に、閉鎖構造が前記リブのみにおける溶接及び／又はろう付き及び／又は圧着によりケーシングに固定されることを特徴とする。
【００１１】
それゆえ、この構造により、溶接及び／又はろう付けに関わる変形をケーシングの幾何学へのフィットの点で重要性を持たない領域に局所化することが可能となる。本発明は一体部品ケーシング（１つの構成要素で製作されるケーシング）を使用してよく、これは例えばステンレススチール等の熱伝導性の低い材料から製造されてよい。
【００１２】
この構造により、装置の堅牢性と使用寿命を増大させることが可能となる。それに加えて、この解決策により、複雑さを軽減し、したがってモータアセンブリとそのケーシングのコストと製造時間を削減できる。
【００１３】
さらに、本発明の実施形態は以下の特徴の１つ又は複数を有するかもしれない：
−機械は、機械の方向に延びる複数のリブを有し、閉鎖構造は端部リブ、すなわちその方向において複数のリブの両端にあるリブに溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定される。
−リブは各々、ケーシングに固定される下端と、ケーシング構造が溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着される末端の上端を有する。
−リブは、それらが固定されるケーシング本体の残りの部分の柔軟性より大きい柔軟性がそれに付与されるような幾何学、特に厚さと高さを有する。
−リブの柔軟性、すなわち単位変形力（ニュートン）あたりの変形（ｍｍ）は、ケーシング本体の残りの部分の柔軟性の少なくとも２倍、好ましくは５倍大きい。
−リブの厚さ又は幅は、ケーシング本体の残りの部分のそれらの２〜４分の１である。
−リブの厚さは、ステータの横断寸法の、又はその外径の０．５〜５％である。
−リブの高さは、その厚さの２〜２０倍である。
−閉鎖構造は、リブ及び／又はカバーに溶接され、冷却流体のための入口又は出口を形成する少なくとも１つの管を含む。
−機械は、閉鎖構造とケーシングとの間に機械的シーリングシステム又はねじ止めシステムを持たない。
−冷却回路は熱伝導液体を含む。
−リブは、ケーシングの第一の面においてケーシングの長さ軸の周囲の１つ又は複数の螺旋溝又は１つ又は複数の非螺旋円形溝を形成する。
−リブは、ケーシングの第一の面においてケーシングの長さ軸の周囲の１つ又は複数の螺旋溝又は１つ又は複数の非螺旋円形溝を形成する。
【００１４】
本発明はまた、前述又は後述の特徴の何れか１つによる電気機械、特にモータの製造方法にも関し、機械は、ケーシング内に配置されるステータとロータを含み、ケーシングは、リブが設けられ、機械を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含み、方法は、シールされた閉鎖構造をケーシングの第一の面に固定して、ケーシングの第一の面と共に、モータを冷却するための流体のための回路を画定するステップを含み、閉鎖構造は少なくとも１つのカバーを含み、閉鎖構造はケーシングの第一の面及び前記リブ、特に端のリブ、すなわち複数のリブの両端にあるリブのみに溶接により固定される。
【００１５】
他の考え得る特定の特徴によれば、
−閉鎖構造をケーシングの第一の面に溶接するステップの終わりに、方法は、ケーシングの変形を修正するためのケーシングに対する仕上げ機械加工作業と、ケーシングを幾何学的に安定させるためのケーシングの熱処理のうちの少なくとも１つを持たない。
【００１６】
本発明はまた、前述又は後述の特徴の何れかの組合せを含む何れかの代替的な装置又は方法にも関していてよい。
【００１７】
また別の特定の特徴と利点は、下記のような図面に関して行われる以下の説明を読めば明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電気機械の既知の幾何学の３つの例を説明する概略的部分断面図を示す。
【図２】電気機械の既知の幾何学の３つの例を説明する概略的部分断面図を示す。
【図３】電気機械の既知の幾何学の３つの例を説明する概略的部分断面図を示す。
【図４】本発明の第一の例示的実施形態を説明する概略的部分断面図を示す。
【図５】本発明の第二の例示的実施形態を説明する概略的部分断面図を示す。
【図６】本発明を適用してよいモータの構造の例の部分分解斜視図を示す。
【図７】考え得る幾何学の変形型（リブ、固定手段）を説明する、電気機械の詳細部の概略的部分断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図４に示される電気機械１（特に電気モータ）は、ステータ１２とロータ３を含むことを含み、これらはケーシング１０の中に配置されている。ステータ１２は、ロータ３の周囲で長さ軸１１の周囲に配置されている。
【００２０】
ケーシング１０は、好ましくは軸対称（軸１１に関して対称）、例えば管状及び円筒形の形状を有し、ステータ１２の周囲に（長さ軸１１の周囲に）配置される。ケース１０は好ましくは、一体部品の金属構成要素（すなわち、相互に結合された複数の部品から製作されていない構成要素）である。
【００２１】
例えば、ステータ１２は、締まり嵌めにより、又は接触抵抗を減少させる観点での中間要素（例えば、放熱グリス又は接着剤）によりケーシング１０に嵌め込まれてよい。
【００２２】
ケーシング１０は、モータの外面（外側に向けられた面）と、ステータ１２と接触する内面を有する。
【００２３】
ケーシング１０の外面は、機械１を冷却するための流体と接触することになる。
【００２４】
外面にはリブ４、１４が設けられ、これは例えば、冷却流体のための１つ又は複数のチャネルを形成する。機械１は、閉鎖構造６をさらに含み、これはケーシング１０に（リブ４における外面に）密閉状態で固定される。この閉鎖構造６は、ケーシング１０のこの面と共に、モータ１を冷却するための流体のためのシールされた回路５を画定する。この閉鎖構造は、溶接によってケーシング１０に固定され、少なくとも１つのカバー６（ケーシング１０を取り囲む管状壁又はスリーブ）を含む。
【００２５】
このカバー６（又はスリーブ）は、ケーシング１０に溶接及び／又はろう付けにより結合され、１つの構成要素又は、ケーシング１０の周囲にフィットさせやすくするという観点から複数のシェルから製作されてよい。
【００２６】
この閉鎖構造はまた、リブ４により画定されるチャネルの回路の両端間の冷却流体のための入口管７と出口管８も含む。
【００２７】
閉鎖構造６は、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により相互に結合される複数の構成要素で製作されてよい。
【００２８】
これらの構成要素７、８は、回路５の入口及び出口における冷却流体を供給及び排出するために使用されるものであるが、代替的にケーシング１０及び／又はカバー６に統合されるチャネルにより実現されてもよい。
【００２９】
この解決策の１つの特定の特徴によれば、閉鎖構造６は溶接及び／又はろう付け（及び／又は圧着）によって、ただし前記リブ４、１４においてのみケーシング１０に固定される。
【００３０】
好ましくは、閉鎖構造６は、回路５を画定する端のリブ１４においてのみの溶接及び／又はろう付けによってケーシング１０に固定される。換言すれば、図に示されているように複数のリブ４、１４がある場合、固定は、リブの連続の両端にあり、それら以外のリブ４を取り囲むリブ１４において（好ましくはそこにおいてのみ）実行される。回路の両端のわずかなリブ１４しかない（それらの間にリブ４がない）場合、閉鎖構造６はこれらのリブ１４に（及びこれらのみに）（溶接、ろう付け等により）固定される。
【００３１】
例えば、閉鎖構造６は長さ軸１１の方向に最初のリブ１４と最後のリブ１４に固定される。
【００３２】
もちろん、追加的な溶接／ろう付けは、端のリブ１４間にあるリブ４においても提供されてよい。
【００３３】
それゆえ、ケーシング１０へのカバー６（及び、任意選択により管７、８）の溶接又はろう付けは、ケーシング１０のリブ１４又はリップでのみ行われる。
【００３４】
溶接方法は、有利な点として、レーザ又は電子ビーム型であってよいが、他の何れの溶接又はろう付け方法が使用されてもよい。
【００３５】
カバー６は、有利な点として、圧着方法によりケーシング１０のリップ１４に結合されてよい。
【００３６】
これらのリブ１４は、溶接又はろう付け用支持部であり、それゆえ、溶接方法に伴う変形をこれらのリブ１４に、及び構成要素６に局所化し、ケーシング１０のその他の部分を一切変形させないようにすることが可能である。
【００３７】
リブ１４の各々は、ケーシング１０に固定される下端と、閉鎖構造６がそこに溶接又はろう付けされる末端の上端を有する。図７に長さ軸１１を通る長さ方向平面上の断面で示されているように、リブ４、１４は、平行六面体の歯のそれ以外の何れの形状であってよく、例えば逆Ｌ字形、ブラケット形、又は特にＴ字形であってよい。
【００３８】
溶接又はろう付けはそのようにして、ケーシング１０の、比較的より柔軟な部品でのみ実現され、それによって溶接又はろう付けプロセスによる変形を局所化し、ケーシング１０の残りの部分の相対的寸法に影響を与えないようにすることが可能となる。
【００３９】
具体的には、これらのリブ１４は好ましくは、これらが固定されるケーシング１０の本体の残りの部分の柔軟性より大きい柔軟性を付与するような幾何学、特に厚さと高さを有する。
【００４０】
それゆえ、ケーシング１０の残りが溶接又はろう付け段階後に変形するのを防止できる、他の何れのリブ１４の幾何学も想定されてよい。冷却流体とケーシング１０の周囲体積との間の溶接又はろう付けを通じたリークのリスクがあるが、これはモータにとって有害ではなく、検出と修復が容易である。
【００４１】
この構造により、先行技術による機械的シールの存在をなくすことができる。
【００４２】
リブ１４は例えば、ケーシング１０本体の残りの柔軟性より少なくとも２倍、好ましくは５倍大きい柔軟性、すなわちニュートンで表される単位変形力あたりのｍｍで表される変形可能性を有する。
【００４３】
リブ１４は例えば、ケーシング１０本体の残りのそれの２分の１〜４分の１である厚さ又は幅（長さ軸１０に平行な方向に）を有する。
【００４４】
それゆえ、例えば、閉鎖構造６がそこに溶接又はろう付けされるリブ１４の幅（又は断面）は、ケーシング１０本体のうち、それが取り付けられる部分の幅又は断面の少なくとも２分の１（及び、好ましくは３〜４分の１）である。
【００４５】
リブ１４は例えば、ステータ１２の外径の０．５〜５％の厚さを有する。
【００４６】
同様に、リブ１４は例えば、その厚さの２〜２０倍の高さ（長さ軸１１に垂直）を有する。
【００４７】
この構造／構成には、既知の解決策に対する多数の利点、特に以下の利点の全部又は幾つかがある：
−モータキャビティと冷却流体との間のリークのリスクは、それがこのシールを提供する一体部品の構成要素（ケーシング１０）であるため、ほとんどゼロである。
−モータキャビティとケーシング１０の周囲体積との間のリークのリスクは、それがこのシールを提供する一体部品の構成要素であるため、ほとんどゼロである。
−その解決策により、ねじ止めによるアセンブリ又はシールを使用しないようにすることができる。
−機械的シールをなくすことができ、その結果、メンテナンスもなくなる。
−構造の使用寿命が延びる（典型的に数十年延びる）。
−構造の単純さから、本発明は非常に信頼性が高い。
−その解決策により、ケーシングの幾何学的安定化の観点での溶接又はろう付け後の熱処理を不要とすることができる。
−その解決策により、ケーシングの正しい幾何学を確保するための溶接後の仕上げ機械加工作業を不要とすることができる。
−その解決策により、ケーシング及びその他の構成要素にステンレススチール型の酸化しにくい材料を使用することができる。
−酸化しにくい材料の使用により、その解決策は様々な冷却流体を受け入れることができる。
−その解決策により、ステータと冷却流体との間の材料の厚さを限定することによって、ステータの温度を制限することが可能となる。
−ケーシング１０の一体部品設計により、機械は高い耐圧性を有することができる。
−設計と製造の単純さにより、製造時間とコストを限定することが可能となる。
【００４８】
図５の実施形態の変形型において、冷却回路５のチャネルを画定するリブ４、１４は、ケーシング１０の、モータ１の内側に向かう面の上にある。閉鎖カバー６は、ケーシング１０とステータ２との間に置かれる。回路５の入口７と出口８は、ケーシング１０の外面上にあってよい。
【００４９】
この変形型はまた、同じ利点のために、溶接及び／又はろう付けをリブ／リッブ１４にのみ提供する。この解決策の１つの考え得る欠点は、モータキャビティと冷却流体との間の溶接部を通じたリークの潜在的リスクである。モータ１にとって有害なこの考え得るリークは、図４の変形型の場合より検出と修復が難しい。
【００５０】
本発明は、単純な構造であり、安価である一方で、電気モータステータ２を効率的に冷却しながら、以下の空間を相互に隔離できるようにする：モータキャビティ、冷却流体、ケーシング１０の周囲体積。
【００５１】
冷却回路５は、例えば水を含んでいてよい。水は入口管７から入り、ステータ１０と閉鎖構造６との間で長さ軸１１の周囲で例えば螺旋状に流れる。
【００５２】
この螺旋状の流れは、ケーシング１０の対応する面を螺旋状に機械加工することにより可能となるかもしれない。水は、ステータ１０と閉鎖構造６との間を通る際に、ケーシング１０では対流により、またモータステータ２ではケーシング１０を通じた伝導により、熱を抽出する。水は最終的に、出口管８を通じて排出される。
【００５３】
もちろん、冷却流体は水又は、他のあらゆる液体若しくは気体又は、熱を伝えることのできる二相混合物であってよい。
【００５４】
流体とケーシング１０との間の熱交換は、沸騰であってよい。
【００５５】
リップ／リブ４、１４の幾何学は、それが溶接段階中にケーシング１０を変形させない機能を満たすかぎり、上記の例に限定されない。
【００５６】
リブ４、１４を形成し、流体の流れのために使用される機械加工された螺旋は、ケーシング１０の周囲を螺旋状に取り囲む形状により実現されてよい（例えば、管、扁平な要素）。それに加えて、この螺旋は存在しなくてもよい（例えば、螺旋状部分を持たない１つのチャネル又は複数のチャネル）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月19日(2020.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械及びその製造方法に関する。
【０００２】
本発明は、より詳しくは、ケーシング内に配置されたステータとロータを含み、ケーシングは、リブが設けられ、機械を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含む電気機械、特に電気モータに関し、機械には、ケーシングの第一の面に密閉状態で固定されて、ケーシングの第一の面と共に、モータを冷却するための流体のための回路を形成するスペースを画定する閉鎖構造が設けられ、閉鎖構造はケーシングの第一の面に、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定され、少なくとも１つのカバーを含む。
【背景技術】
【０００３】
電気モータ（特にモータのステータ）を冷却するための回路を提供することが知られており、例えば欧州特許公開第２６８０４０８Ａ１号を参照されたい。
【０００４】
既知の解決策は、ロータ３とステータ１２を取り囲むケーシング１０が１つ又は複数の螺旋チャネルを形成するリブ４を有するようにする（図１参照）。ケーシング１０のリブ付き面は、閉鎖構造（カバー６、管７、８）により密閉状態に閉じられて、モータの周囲に冷却回路５が形成される。図１の構成では、ケーシング１０は、ねじ止め接続により相互に結合され、エラストマＯリング９、１３でシールされる複数の部品から製作される。この解決策には下記のような多くの欠点がある：
−一体部品システムと比較して、ねじ止め構成要素の機械的強度が低い。
−ねじ２とシール１３がその中に格納される一方で、管状カバー６をフィットさせることができるようにするために、ケース１０の厚さを比較的厚くする必要がある。
−モータステータの温度を制限するために、ケーシング１０に熱伝導率の高い材料を使用する必要がある。特に、ケーシング１０の厚さをより高い熱伝導率で補償しなければならない。
−冷却流体又はケーシング周囲体積の環境によりケーシング１０が腐食するリスクがある。このリスクは、熱伝導率の高い材料の選択に関連付けられる（例えば、アルミニウム合金）。
−モータキャビティとケーシング１０の周囲体積との間でシール１３を通じたリークが生じるリスクがある。
−経時によりシールが劣化するリスクがあり、その結果、保守のためにシステムを分解しなければならないリスクがある。
【０００５】
図２の構成では、モータケーシング１０は、溶接又はろう付けにより相互に結合された複数の部品から製作されている。この解決策の欠点は以下のとおり：
−ケーシング１０を幾何学的に安定させるという点から、溶接後に熱処理が必要となる可能性がある。
−ケーシング１０の正確な幾何学及びモータステータ１２とケーシング１０との間の正しいフィットを確保するために、溶接後に仕上げ機械加工作業を行う必要がある。
【０００６】
具体的には、このモータ構造の製造（溶接）によってケーシング１０が変形し、これはステータ１２とケーシング１０との間の正確な相対的寸法付けに不利な影響を与える。
【０００７】
図３の構成では、モータケーシング１０は一体型であり、冷却回路５のチャネルを含む構成要素１６は前記ケーシング１０に挿入される。ケーシング１０と構成要素１６との間の流体流は、シール９によってモータキャビティに入らないようにされる。この解決策の欠点は以下のとおり：
−モータキャビティと冷却流体との間にリークが生じるリスクがある。
−経時的にシール９が劣化するリスクがあり、その結果、保守のためにシステムを分解しなければならないリスクがある。
【０００８】
他の解決策（図には示さず）は、図３の構成のＯリングが溶接又はろう付けに置き換えられることである。この解決策の欠点は以下のとおり：
−腐食又は疲労に関連して、溶接不良を通じて、モータキャビティと冷却流体との間にリークが生じるリスクがある。
−ケーシングの正しい幾何学及びモータステータ１２と構成要素６との間の正しいフィットを確保するために、溶接又はろう付け後に仕上げ機械加工作業を行う必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述の先行技術の欠点の全部又は幾つかを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのために、本発明による電気機械は、それ以外は上の序文の中に挙げた一般的な定義によるものであるが、基本的に、閉鎖構造が前記リブのみにおける溶接及び／又はろう付き及び／又は圧着によりケーシングに固定されることを特徴とする。
【００１１】
それゆえ、この構造により、溶接及び／又はろう付けに関わる変形をケーシングの幾何学へのフィットの点で重要性を持たない領域に局所化することが可能となる。本発明は一体部品ケーシング（１つの構成要素で製作されるケーシング）を使用してよく、これは例えばステンレススチール等の熱伝導性の低い材料から製造されてよい。
【００１２】
この構造により、装置の堅牢性と使用寿命を増大させることが可能となる。それに加えて、この解決策により、複雑さを軽減し、したがってモータアセンブリとそのケーシングのコストと製造時間を削減できる。
【００１３】
さらに、本発明の実施形態は以下の特徴の１つ又は複数を有するかもしれない：
−機械は、機械の方向に延びる複数のリブを有し、閉鎖構造は端部リブ、すなわちその方向において複数のリブの両端にあるリブに溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定される。
−リブは各々、ケーシングに固定される下端と、ケーシング構造が溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着される末端の上端を有する。
−リブは、それらが固定されるケーシング本体の残りの部分の柔軟性より大きい柔軟性がそれに付与されるような幾何学、特に厚さと高さを有する。
−リブの柔軟性、すなわち単位変形力（ニュートン）あたりの変形（ｍｍ）は、ケーシング本体の残りの部分の柔軟性の少なくとも２倍、好ましくは５倍大きい。
−リブの厚さ又は幅は、ケーシング本体の残りの部分のそれらの２〜４分の１である。
−リブの厚さは、ステータの横断寸法の、又はその外径の０．５〜５％である。
−リブの高さは、その厚さの２〜２０倍である。
−閉鎖構造は、リブ及び／又はカバーに溶接され、冷却流体のための入口又は出口を形成する少なくとも１つの管を含む。
−機械は、閉鎖構造とケーシングとの間に機械的シーリングシステム又はねじ止めシステムを持たない。
−冷却回路は熱伝導液体を含む。
−リブは、ケーシングの第一の面においてケーシングの長さ軸の周囲の１つ又は複数の螺旋溝又は１つ又は複数の非螺旋円形溝を形成する。
【００１４】
本発明はまた、前述又は後述の特徴の何れか１つによる電気機械、特にモータの製造方法にも関し、機械は、ケーシング内に配置されるステータとロータを含み、ケーシングは、リブが設けられ、機械を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含み、方法は、シールされた閉鎖構造をケーシングの第一の面に固定して、ケーシングの第一の面と共に、モータを冷却するための流体のための回路を画定するステップを含み、閉鎖構造は少なくとも１つのカバーを含み、閉鎖構造はケーシングの第一の面及び前記リブ、特に端のリブ、すなわち複数のリブの両端にあるリブのみに溶接により固定される。
【００１５】
他の考え得る特定の特徴によれば、
−閉鎖構造をケーシングの第一の面に溶接するステップの終わりに、方法は、ケーシングの変形を修正するためのケーシングに対する仕上げ機械加工作業と、ケーシングを幾何学的に安定させるためのケーシングの熱処理のうちの少なくとも１つを持たない。
【００１６】
本発明はまた、前述又は後述の特徴の何れかの組合せを含む何れかの代替的な装置又は方法にも関していてよい。
【００１７】
また別の特定の特徴と利点は、下記のような図面に関して行われる以下の説明を読めば明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電気機械の既知の幾何学の３つの例を説明する概略的部分断面図を示す。
【図２】電気機械の既知の幾何学の３つの例を説明する概略的部分断面図を示す。
【図３】電気機械の既知の幾何学の３つの例を説明する概略的部分断面図を示す。
【図４】本発明の第一の例示的実施形態を説明する概略的部分断面図を示す。
【図５】本発明の第二の例示的実施形態を説明する概略的部分断面図を示す。
【図６】本発明を適用してよいモータの構造の例の部分分解斜視図を示す。
【図７】考え得る幾何学の変形型（リブ、固定手段）を説明する、電気機械の詳細部の概略的部分断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図４に示される電気機械１（特に電気モータ）は、ステータ１２とロータ３を含み、これらはケーシング１０の中に配置されている。ステータ１２は、ロータ３の周囲で長さ軸１１の周囲に配置されている。
【００２０】
ケーシング１０は、好ましくは軸対称（軸１１に関して対称）、例えば管状及び円筒形の形状を有し、ステータ１２の周囲に（長さ軸１１の周囲に）配置される。ケース１０は好ましくは、一体部品の金属構成要素（すなわち、相互に結合された複数の部品から製作されていない構成要素）である。
【００２１】
例えば、ステータ１２は、締まり嵌めにより、又は接触抵抗を減少させる観点での中間要素（例えば、放熱グリス又は接着剤）によりケーシング１０に嵌め込まれてよい。
【００２２】
ケーシング１０は、モータの外面（外側に向けられた面）と、ステータ１２と接触する内面を有する。
【００２３】
ケーシング１０の外面は、機械１を冷却するための流体と接触することになる。
【００２４】
外面にはリブ４、１４が設けられ、これは例えば、冷却流体のための１つ又は複数のチャネルを形成する。機械１は、閉鎖構造６をさらに含み、これはケーシング１０に（リブ４における外面に）密閉状態で固定される。この閉鎖構造６は、ケーシング１０のこの面と共に、モータ１を冷却するための流体のためのシールされた回路５を画定する。この閉鎖構造は、溶接によってケーシング１０に固定され、少なくとも１つのカバー６（ケーシング１０を取り囲む管状壁又はスリーブ）を含む。
【００２５】
このカバー６（又はスリーブ）は、ケーシング１０に溶接及び／又はろう付けにより結合され、１つの構成要素又は、ケーシング１０の周囲にフィットさせやすくするという観点から複数のシェルから製作されてよい。
【００２６】
この閉鎖構造はまた、リブ４により画定されるチャネルの回路の両端間の冷却流体のための入口管７と出口管８も含む。
【００２７】
閉鎖構造６は、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により相互に結合される複数の構成要素で製作されてよい。
【００２８】
これらの構成要素７、８は、回路５の入口及び出口における冷却流体を供給及び排出するために使用されるものであるが、代替的にケーシング１０及び／又はカバー６に統合されるチャネルにより実現されてもよい。
【００２９】
この解決策の１つの特定の特徴によれば、閉鎖構造６は溶接及び／又はろう付け（及び／又は圧着）によって、ただし前記リブ４、１４においてのみケーシング１０に固定される。
【００３０】
好ましくは、閉鎖構造６は、回路５を画定する端のリブ１４においてのみの溶接及び／又はろう付けによってケーシング１０に固定される。換言すれば、図に示されているように複数のリブ４、１４がある場合、固定は、リブの連続の両端にあり、それら以外のリブ４を取り囲むリブ１４において（好ましくはそこにおいてのみ）実行される。回路の両端のわずかなリブ１４しかない（それらの間にリブ４がない）場合、閉鎖構造６はこれらのリブ１４に（及びこれらのみに）（溶接、ろう付け等により）固定される。
【００３１】
例えば、閉鎖構造６は長さ軸１１の方向に最初のリブ１４と最後のリブ１４に固定される。
【００３２】
もちろん、追加的な溶接／ろう付けは、端のリブ１４間にあるリブ４においても提供されてよい。
【００３３】
それゆえ、ケーシング１０へのカバー６（及び、任意選択により管７、８）の溶接又はろう付けは、ケーシング１０のリブ１４又はリップでのみ行われる。
【００３４】
溶接方法は、有利な点として、レーザ又は電子ビーム型であってよいが、他の何れの溶接又はろう付け方法が使用されてもよい。
【００３５】
カバー６は、有利な点として、圧着方法によりケーシング１０のリップ１４に結合されてよい。
【００３６】
これらのリブ１４は、溶接又はろう付け用支持部であり、それゆえ、溶接方法に伴う変形をこれらのリブ１４に、及び構成要素６に局所化し、ケーシング１０のその他の部分を一切変形させないようにすることが可能である。
【００３７】
リブ１４の各々は、ケーシング１０に固定される下端と、閉鎖構造６がそこに溶接又はろう付けされる末端の上端を有する。図７に長さ軸１１を通る長さ方向平面上の断面で示されているように、リブ４、１４は、平行六面体の歯のそれ以外の何れの形状であってよく、例えば逆Ｌ字形、ブラケット形、又は特にＴ字形であってよい。
【００３８】
溶接又はろう付けはそのようにして、ケーシング１０の、比較的より柔軟な部品でのみ実現され、それによって溶接又はろう付けプロセスによる変形を局所化し、ケーシング１０の残りの部分の相対的寸法に影響を与えないようにすることが可能となる。
【００３９】
具体的には、これらのリブ１４は好ましくは、これらが固定されるケーシング１０の本体の残りの部分の柔軟性より大きい柔軟性を付与するような幾何学、特に厚さと高さを有する。
【００４０】
それゆえ、ケーシング１０の残りが溶接又はろう付け段階後に変形するのを防止できる、他の何れのリブ１４の幾何学も想定されてよい。冷却流体とケーシング１０の周囲体積との間の溶接又はろう付けを通じたリークのリスクがあるが、これはモータにとって有害ではなく、検出と修復が容易である。
【００４１】
この構造により、先行技術による機械的シールの存在をなくすことができる。
【００４２】
リブ１４は例えば、ケーシング１０本体の残りの柔軟性より少なくとも２倍、好ましくは５倍大きい柔軟性、すなわちニュートンで表される単位変形力あたりのｍｍで表される変形可能性を有する。
【００４３】
リブ１４は例えば、ケーシング１０本体の残りのそれの２分の１〜４分の１である厚さ又は幅（長さ軸１１に平行な方向に）を有する。
【００４４】
それゆえ、例えば、閉鎖構造６がそこに溶接又はろう付けされるリブ１４の幅（又は断面）は、ケーシング１０本体のうち、それが取り付けられる部分の幅又は断面の少なくとも２分の１（及び、好ましくは３〜４分の１）である。
【００４５】
リブ１４は例えば、ステータ１２の外径の０．５〜５％の厚さを有する。
【００４６】
同様に、リブ１４は例えば、その厚さの２〜２０倍の高さ（長さ軸１１に垂直）を有する。
【００４７】
この構造／構成には、既知の解決策に対する多数の利点、特に以下の利点の全部又は幾つかがある：
−モータキャビティと冷却流体との間のリークのリスクは、それがこのシールを提供する一体部品の構成要素（ケーシング１０）であるため、ほとんどゼロである。
−モータキャビティとケーシング１０の周囲体積との間のリークのリスクは、それがこのシールを提供する一体部品の構成要素であるため、ほとんどゼロである。
−その解決策により、ねじ止めによるアセンブリ又はシールを使用しないようにすることができる。
−機械的シールをなくすことができ、その結果、メンテナンスもなくなる。
−構造の使用寿命が延びる（典型的に数十年延びる）。
−構造の単純さから、本発明は非常に信頼性が高い。
−その解決策により、ケーシングの幾何学的安定化の観点での溶接又はろう付け後の熱処理を不要とすることができる。
−その解決策により、ケーシングの正しい幾何学を確保するための溶接後の仕上げ機械加工作業を不要とすることができる。
−その解決策により、ケーシング及びその他の構成要素にステンレススチール型の酸化しにくい材料を使用することができる。
−酸化しにくい材料の使用により、その解決策は様々な冷却流体を受け入れることができる。
−その解決策により、ステータと冷却流体との間の材料の厚さを限定することによって、ステータの温度を制限することが可能となる。
−ケーシング１０の一体部品設計により、機械は高い耐圧性を有することができる。
−設計と製造の単純さにより、製造時間とコストを限定することが可能となる。
【００４８】
図５の実施形態の変形型において、冷却回路５のチャネルを画定するリブ４、１４は、ケーシング１０の、モータ１の内側に向かう面の上にある。閉鎖カバー６は、ケーシング１０とステータ１２との間に置かれる。回路５の入口７と出口８は、ケーシング１０の外面上にあってよい。
【００４９】
この変形型はまた、同じ利点のために、溶接及び／又はろう付けをリブ／リッブ１４にのみ提供する。この解決策の１つの考え得る欠点は、モータキャビティと冷却流体との間の溶接部を通じたリークの潜在的リスクである。この考え得るリークはモータ１にとって有害であり、図４の変形型の場合より検出と修復が難しい。
【００５０】
本発明は、単純な構造であり、安価である一方で、電気モータステータ１２を効率的に冷却しながら、以下の空間を相互に隔離できるようにする：モータキャビティ、冷却流体、ケーシング１０の周囲体積。
【００５１】
冷却回路５は、例えば水を含んでいてよい。水は入口管７から入り、ステータ１２と閉鎖構造６との間で長さ軸１１の周囲で例えば螺旋状に流れる。
【００５２】
この螺旋状の流れは、ケーシング１０の対応する面を螺旋状に機械加工することにより可能となるかもしれない。水は、ステータ１２と閉鎖構造６との間を通る際に、ケーシング１０では対流により、またモータステータ１２ではケーシング１０を通じた伝導により、熱を抽出する。水は最終的に、出口管８を通じて排出される。
【００５３】
もちろん、冷却流体は水又は、他のあらゆる液体若しくは気体又は、熱を伝えることのできる二相混合物であってよい。
【００５４】
流体とケーシング１０との間の熱交換は、沸騰であってよい。
【００５５】
リップ／リブ４、１４の幾何学は、それが溶接段階中にケーシング１０を変形させない機能を満たすかぎり、上記の例に限定されない。
【００５６】
リブ４、１４を形成し、流体の流れのために使用される機械加工された螺旋は、ケーシング１０の周囲を螺旋状に取り囲む形状により実現されてよい（例えば、管、扁平な要素）。それに加えて、この螺旋は存在しなくてもよい（例えば、螺旋状部分を持たない１つのチャネル又は複数のチャネル）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）内に配置されたステータ（１２）とロータ（３）を含む電気機械、特に電気モータにおいて、前記ケーシング（１０）は、リブ（４、１４）が設けられ、前記機械（１）を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含み、前記機械（１）には、前記ケーシング（１０）の前記第一の面に密閉状態で固定されて、前記ケーシング（１０）の前記第一の面と共に、前記モータ（１）を冷却するための前記流体のための回路（５）を形成するスペースを画定する閉鎖構造（６）が設けられ、前記閉鎖構造は前記ケーシング（１０）の前記第一の面に、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定され、少なくとも１つのカバー（６）を含み、前記閉鎖構造（６）は前記ケーシング（１０）に、前記リブにおいてのみ溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定されること、及び前記リブ（４、１４）は、それらが固定される前記ケーシング（１０）の本体の残りの部分の柔軟性より高い柔軟性をそれらに付与する幾何学、特に厚さと高さを有することを特徴とする電気機械。
【請求項２】
前記機械の方向（１１）に延びる複数のリブを有すること、及び前記閉鎖構造（６）は端の前記リブ（１４）、すなわち前記方向（１１）に前記複数のリブの両端にある前記リブ（１４）に、溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により、固定されることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記リブ（４、１４）は各々、前記ケーシング（１０）に固定される下端と、前記閉鎖構造（６）がそこに溶接及び／又はろう付け及び／又は圧着により固定される末端の上端を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の機械。
【請求項４】
前記リブ（４、１４）は、前記ケーシング（１０）の本体の前記残りの部分の柔軟性の少なくとも２倍、好ましくは５倍高い柔軟性、すなわち単位変形力（ニュートン）当たりの変形可能性（ｍｍ）を有することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の機械。
【請求項５】
前記リブ（１４）は、前記ケーシング（１０）の本体の前記残りの部分のそれの２〜４分の１である厚さ又は幅を有することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の機械。
【請求項６】
前記リブ（４、１４）は、前記ステータ（１２）の横断寸法又は外径の０．５〜５％の厚さを有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の機械。
【請求項７】
前記リブ（４）は、その厚さの２〜２０倍の高さを有することを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の機械。
【請求項８】
前記閉鎖構造は、前記リブ（４）及び／又は前記カバー（６）に溶接された少なくとも１つの管（７、８）を含み、前記冷却流体のための入口又は出口を形成することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の機械。
【請求項９】
それが前記閉鎖構造（６）と前記ケーシング（１０）との間に機械的シーリングシステム又はねじ止めシステムを持たないことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の機械。
【請求項１０】
前記冷却回路（５）は熱伝達液体を含むことを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の機械。
【請求項１１】
前記リブ（４、１４）は、前記ケーシング（１０）の前記第一の面において前記ケーシング（１０）の長さ軸（１１）の周囲に１つ又は複数の螺旋溝又は１つ又は複数の非螺旋円形溝を形成することを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の機械。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の電気機械、特にモータの製造方法において、前記機械は、ケーシング（１０）内に配置されたステータ（１２）とロータ（３）を含み、前記ケーシング（１０）は、リブ（４）が設けられ、前記機械（１）を冷却するための流体と接触することになる第一の面を含み、シールされた閉鎖構造（６）を前記ケーシング（１０）の前記第一の面に固定して、前記ケーシング（１０）の前記第一の面と共に、前記モータ（１）を冷却するための前記流体のための回路（５）を画定するステップを含み、前記閉鎖構造は少なくとも１つのカバー（６）を含み、前記閉鎖構造は前記ケーシング（１０）の前記第一の面に、及び前記リブ（４、１４）のみに、特に端の前記リブ（１４）、すなわち複数の前記リブの両端にある前記リブに溶接により固定される方法。
【請求項１３】
前記閉鎖構造を前記ケーシング（１０）の前記第一の面に溶接するステップの終わりに、前記方法は、前記ケーシング（１０）の変形を修正するようにするための前記ケーシング（１０）の仕上げ機械加工作業と、溶接により、前記ケーシング（１０）を幾何学的に安定させるための前記ケーシング（１０）の熱処理のうちの少なくとも１つを持たないことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
2020537486.tif 000010
2020537486.tif 000011
2020537486.tif 000012
2020537486.tif 000013
2020537486.tif 000014
2020537486.tif 000015