説明

完全に統合されたブロアモジュール

ブロアモジュールが、磁石を備えたロータと、コイルを備えたステータとを有しており、磁石が、プラスチックの固着射出成形により、ロータの支持エレメントに取り付けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブロアモジュールに関する。本発明は特に、車両で使用するための完全に統合された、つまり完全一体型のブロアモジュールに関する。
【0002】
従来技術
特に車両内に空気を圧送するためのブロアモジュールのためには、種々異なる構造形式が公知である。幾つかの公知のブロアモジュールは、複数の構造エレメントから成っていて、これらの構造エレメントはブロアモジュールの製造中に手間を組み立てられる。本発明の根底を成す課題は、ブロアモジュールと、該ブロアモジュールを組み立てる方法とを提供し、ブロアモジュールが簡単かつ廉価に製造され得るようにすることである。
【0003】
発明の開示
この課題は、請求項1の特徴部に記載の特徴を有するブロアと、請求項8の特徴部に記載の特徴を有する、ブロアを製造する方法とにより解決される。従属請求項には実施形態が記載されている。
【0004】
ブロアモジュールは、磁石を備えたロータと、コイルを備えたステータとを有している。この場合、磁石は、プラスチックの固着射出成形によって、ロータの第1の支持エレメントに取り付けられている。これによって、磁石の信頼性のよい廉価な取付けが達成され得る。さらに、プラスチック振動減衰特性は、ブロアモジュールのノイズ発生に抗して作用することができる。
【0005】
ロータは、外側の帰磁路エレメントを有していてよい。この外側の帰磁路エレメントは、固着射出成形されたプラスチックの層によって磁石から分離されているので、さらなるノイズ減衰が実現されていてよい。同様に外側の帰磁路エレメントは、プラスチックの固着射出成形によって、第1の支持エレメントに取り付けられていてよく、これによって、外側の帰磁路エレメントにおいても迅速かつ確実な取付けが保証され得る。
【0006】
ステータは、プラスチック体上にコイルを備えたコイルエレメントを有していてよい。この場合、プラスチック体の一部には金属製エレメントが混入されているので、この部分は、コイルのための帰磁路エレメントを形成している。したがって、帰磁路エレメントを、プラスチック体と一緒に製造することができ、これによってさらなる製造コストが節減され得る。さらに、金属製エレメントは、固着射出成形されたプラスチック内で良好に位置固定されるので、交番磁界内で運動する帰磁路エレメントの部分による、回転するブロアモジュールのノイズ発生は最小にされ得る。
【0007】
ロータの空気羽根は、第1の支持エレメントに固着射出成形されたプラスチックから成っていてよい。さらにブロアモジュールのステータは、ベースエレメントを有している。このベースエレメントは、プラスチックを第2の支持エレメントに固着射出成形することによって製造されている。この場合、プラスチックは、枠エレメントを形成することができる。これによって、この枠エレメントも複合エレメントとして製造され得る。このことは、このエレメントの製造を簡単にし、かつ減じられた材料使用量によって減じられた製造コストを生ぜしめ得る。複合エレメントの使用によって、ブロアモジュールの全体質量も最小にされていてよい。
【0008】
複合エレメントの固着射出成形工程は、共通の作業過程でかつ共通の射出成形金型で実施され得るので、加工時間が最小にされて、かつブロアモジュールの結束したエレメントを一緒に引き続き加工することができる。さらに、これによって、ブロアモジュールのさらに減じられた製造コストを生ぜしめ得る、射出成形装置の改善された稼動が達成される。
【0009】
別の観点によれば、本発明は、上述のブロアモジュールを組み立てる方法を含んでいる。
【0010】
以下に本発明を添付の図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】ブロアモジュールの長手方向断面の分解図である。
【図2】図1に示したコイルエレメントを上から見た平面図である。
【図3】図1に示したベースエレメントを上から見た平面図である。
【図4】図1に示したブロアモジュールを製造するための方法のフロー図である。
【0012】
実施形態の説明
図1は、ブロアモジュール100を長手方向に切断した分解図を示している。ブロアモジュール100は、ロータ105と、ステータ110とを有している。ステータ110は、コイルエレメント115およびベースエレメント120により形成されている。ロータ105は、第1の支持エレメント125と、軸受け135と、磁石140と、外側の磁束の帰還のためのエレメント、つまり外側の帰磁路エレメント145と、空気羽根130を備えた第1のプラスチック射出成形体150とを有している。
【0013】
第1の支持エレメント125は、任意の固着射出成形可能な材料、有利には第1のプラスチック射出成形体150のプラスチックから成っていてよい。特に、第1の支持エレメント125は、金属薄板から、たとえば廉価なプレス法、打抜き法および/または深絞り法で製造されていてもよい。第1の支持エレメント125は、軸受け135、外側の帰磁路エレメント145および/または磁石140がたとえば係止装着または締まり嵌めによって第1の支持エレメント125に保持されてから、第1のプラスチック射出成形体150が被着されるように形成されていると有利である。外側の帰磁路エレメント145の箇所で、第1の支持エレメント125も、磁石140のための外側の帰磁路エレメントとして働くことができる。
【0014】
第1のプラスチック射出成形体150は、有利には射出成形法で、第1の支持エレメント125に固着射出成形される、つまり第1の支持エレメントに固着するように射出成形される。更に有利には、固着射出成形工程中に、軸受け135、外側の帰磁路エレメント145および磁石140は、第1の支持エレメント125に位置固定されているので、軸受け135、外側の帰磁路エレメント145、および磁石140は、互いに対する、もしくは第1の支持体125との最終的な結合を、射出成形工程中に、第1のプラスチック射出成形体150により達成する。1実施形態では、第1のプラスチック射出成形体150の薄い層が、磁石140の背面に射出成形されるので、保持機能に対して付加的に、或る程度の機械的な減衰もプラスチック射出成形体によって得ることができる。これにより、ブロアモジュール100の運転ノイズに抗して作用することができる。ロータ105は、射出成形工程後に、別個に取扱い可能なユニットとして、第1のプラスチック射出成形体150を固着射出成形するための装置から取り出すことができる。
【0015】
コイルエレメント115は、プラスチック体もしくは第2のプラスチック射出成形体155と、コイル160と、内側の帰磁路エレメント165とを有している。コイルエレメント115の第1の実施形態では、第2のプラスチック射出成形体155が、既製の巻かれたコイル160に固着射出成形される。この場合、第2のプラスチック射出成形体155は、同時に内側の帰磁路エレメント165に固着射出成形され得る。
【0016】
コイルエレメント115の第2の実施形態では、プラスチック体155が単独で、または上述のように内側の帰磁路エレメント165と一緒に形成される。コイル160は、その後にプラスチック体155に押し被せられる。この場合、次いで個別のコイル160を互いに電気的に接続することが必要となり得る。
【0017】
本発明の変化形では、射出成形されたプラスチックの一部が、金属製エレメント、たとえば金属繊維を備えていて、これにより、この部分は、内側の帰磁路エレメント165を形成する。別の択一的な変化形では、内側の帰磁路エレメント165が、第2のプラスチック射出成形体155の形成後に、このプラスチック射出成形体155に、たとえば圧入または貼付けによって取り付けられる。
【0018】
ベースエレメント120は、第2の支持エレメント170と、軸175と、枠エレメント185を備えた第3のプラスチック射出成形体180とを有している。第2の支持体170は、有利には金属から成っていて、主に軸175の支承に役立ち、有利には第3のプラスチック射出成形体180を用いるのとは別の形式で軸175に結合されている。軸175は、有利には鋼から製造されており、たとえば半田、プレス、溶接、リベット結合、かしめ、圧入または別の公知の結合技術によって第2の支持エレメント170に結合されていてよく、これによりベースエレメント120における軸175の十分に安定した保持が生じる。
【0019】
ベースエレメント120の構造は、主に、第3のプラスチック射出成形体180によって規定される。第3のプラスチック射出成形体180は、プラスチックを第2の支持エレメント170に固着射出成形することによって形成されている。第3のプラスチック射出成形体に含まれる枠エレメント185は、半径方向に外方に向かって延びていて、有利には、ブロアモジュール100を外部の構造体に取り付けるための、舌片、係止エレメントまたは切欠きのような取付けエレメント(図示せず)を有している。さらに、ベースエレメント120は、コイルエレメント115のコイル160への、かつ/またはブロアモジュール100の制御エレクトロニクスのための電気的な線路を収容するエレメント(図示せず)を有していてよい。ロータ105と同様に、ベースエレメント120は、当該ベースエレメント120が、第2の支持エレメント170および軸175への第3のプラスチック射出成形体180の固着射出成形工程後に、別個に取扱い可能なユニットとしてプラスチックを固着射出成形するための装置から取り出され得るように構成されていると有利である。
【0020】
コイルエレメント115が、たとえば第3のプラスチック射出成形体180にそのために設けられた切欠き(図示せず)内に係止することによって、トルク伝達式にベースエレメント120に結合され、ロータ105がベースエレメント120の軸175上に押し被せられ、有利には軸175において脱落を保護されることによって、ブロアモジュール100は、ロータ105、コイルエレメント115およびベースエレメント120から組み立てられていてよい。場合によっては、コイル160および/またはブロアモジュール100のための制御エレクトロニクスへの電気的な接続線路が、ベースエレメント120に取り付けられるか、もしくは敷設されてよく、これによってブロアモジュール110を完成させることができる。
【0021】
図2は、図1に示したブロアモジュール100のコイルエレメント115を上から見た平面図である。コイル160は、周方向で規則的に間隔をおいてコイルエレメント115の回りに分配されて配置されている。各コイル160は、プラチックの固着射出成形により、またはプラスチック体155上への押被せにより、第2のプラスチック射出成形体155に取り付けられている。内側の帰磁路エレメント165はリング状であり、上記で内側の帰磁路エレメント165に関して説明したように、プラスチック体155もしくは第2のプラスチック射出成形体155の、金属製エレメントを混入されたプラスチックから製造されていてよい。コイル160の個数は、例示的なものであり、変更することができる。
【0022】
図3は、図1に示したブロアモジュール100のベースエレメント120を上から見た平面図を示している。図3には、第3のプラスチック射出成形体180の枠エレメント185は図示されていない。第3のプラスチック射出成形体180は、第2の支持エレメント170に取り付けられた外側の周方向領域を有している。さらに、第3のプラスチック射出成形体180は、半径方向エレメントを有している。この半径方向エレメントは、外側の周方向領域から、第3のプラスチック射出成形体180の中心領域に向かって、軸175の周囲に延びている。第3のプラスチック射出成形体180の半径方向エレメントの個数および切欠きは同様に例示的なものであり、変更することができる。
【0023】
図4は、図1に示したブロアモジュール100を製造する方法400を示している。第1のステップ405では、この方法400は開始状態にある。その後に、ステップ410で、第1の支持エレメント125が、射出成形もしくはプラスチックの固着射出成形のための装置、たとえば射出成形金型に装入される。次いで、ステップ415で、ロータ105の第1のプラスチック射出成形体150が固着射出成形される。次いで、続くステップ420で、ロータ105が、プラスチックを固着射出成形するための装置から取り出されて、場合によってはバリ取りされて、注入通路を取り除かれ、または別の方法で後加工される。
【0024】
ステップ425では、コイル160および場合によっては内側の帰磁路エレメント165が、プラスチックを固着射出成形するための装置内に装入される。次いでステップ430で、コイルエレメント115の第2のプラスチック射出成形体155が固着射出成形される。次いで、コイルエレメント115は、ステップ435で、上記にステップ420に関して説明したように、プラスチックを固着射出成形するための装置から取り出されて、場合によってはバリ取りされる。
【0025】
ステップ440では、第2の支持エレメント170が、軸175と一緒に、プラスチックを固着射出成形するための装置内に装入される。続くステップ445では、第3の射出成形体180が固着射出成形される。次いで、ベースエレメント120が、上記にステップ420に関して説明したように、装置から取り出されて、場合によってはバリ取りされる。
【0026】
有利には、ロータ105、コイルエレメント115およびベースエレメント120が、共通の作業工程において、プラスチックを固着射出成形するための同一の装置内で製造されるので、装置内にエレメントを装入するステップ410,425および440、ロータ105、プラスチックを装置内のエレメントに固着射出成形するステップ415,430および445、もしくはロータ105,コイルエレメント115もしくはベースエレメント120を装置から取り出し、場合によっては取り出されたエレメントを後加工するステップ420,435および450は、それぞれ互いに並行して行われるか、もしくは一致していてよい。このためには、有利には唯1つの、プラスチックを固着射出成形するための装置が使用される。
【0027】
1実施形態では、共通の射出成形工程415,430,445後にブロアモジュールが既に完全に組み立てられたユニットとして装置から取り出し可能であるように、上述のエレメントを装置内に装入することも可能である。エレメントのねじ締結または別の公知の組立て形式は省かれ得る。次いでブロアモジュールは、自動車内での使用もしくは取り付けに直接に供給され得る。
【0028】
これに対して択一的には、ロータ105がステップ410〜420で、コイルエレメント115がステップ425〜435で、ベースエレメント120がステップ440〜450で、それぞれ別個に、かつ任意の順番で製造され得る。
【0029】
この方法400の別の択一的な実施形態では、ステップ425〜435が、ステップ455〜465に置き換えられる。ステップ455では、プラスチック体155が、プラスチックの射出成形により、相応の装置内で製造される。次いでプラスチック体155がステップ460で装置から取り出され、上記でステップ420に関して説明したように場合によっては後加工される。次いで、ステップ465でコイル160が、プラスチック体155に押し被せられるか、または巻き付けられ、場合によっては電気的に互いに接続される。プラスチック体155は、ロータ105とベースエレメント120と同じ装置内で製造され得る。
【0030】
最終的に、ステップ470において、コイルエレメント115をベースエレメント120に取り付け、ロータ105をベースエレメント120の軸175に押し被せ、脱落を防止することによって、ブロアモジュール100が組み立てられる。このステップは、たとえば作業員により実施され得る。作業員は、ロータ105、コイルエレメント115およびベースエレメント120を、プラスチックを固着射出成形するための装置から取り出す。その後に、方法400は、終了状態475に移行する。
【0031】
本発明は、ブロアモジュール100を、より少なくより簡単なプロセスステップにより製造することを可能にする。機能の統合、たとえば第1のプラスチック射出成形体150による空気羽根130の成形と、磁石140の位置固定とを統合することによって、ブロアモジュール100を製造するための材料使用量が減じられ得る。これによって、ブロアモジュール100重量と、ブロアモジュール100のためのコストとが減じられ得る。
【0032】
ブロアモジュール100のエレメントの製造時の互いに一致した作業フローの良好な並行性により、さらにプロセス速度が増し、ブロアモジュール100を製造するための製造ラインの稼働率が最適化され得る。最終的に、組み合わせられた作業工程で結束されたエレメントを並行して製造することによって、既に結束したエレメントを別の加工、特にブロアモジュール100の最終組み立てのために対応させることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブロアモジュール(100)であって、該ブロアモジュール(100)が、
磁石(140)を備えたロータ(105)と、
コイルを備えたステータ(110)とを有している形式にものにおいて、
磁石(140)が、プラスチック(150)の固着射出成形によって、ロータ(105)の第1の支持エレメント(125)に取り付けられていることを特徴とする、ブロアモジュール。
【請求項2】
ロータ(105)が、外側の帰磁路エレメント(115)を有していて、磁石(140)が、プラスチック(150)の層によって外側の帰磁路エレメント(115)から分離されている、請求項1記載のブロアモジュール。
【請求項3】
ステータ(110)が、プラスチック体(155)上にコイル(160)を備えたコイルエレメント(115)を有していて、プラスチック体(155)の少なくとも一部が、金属製エレメントを混入されていて、この部分が、コイルエレメント(115)の帰磁路エレメント(165)を形成している、請求項1または2記載のブロアモジュール。
【請求項4】
コイル(160)をプラスチック体(155)上に押し被せることにより製造されたコイルエレメント(115)が設けられている、請求項1から3までのいずれか1項記載のブロアモジュール。
【請求項5】
プラスチック(155)をコイル(160)に固着射出成形することによって製造されたコイルエレメント(115)が設けられている、請求項1から4までのいずれか1項記載のブロアモジュール。
【請求項6】
ロータ(105)の空気羽根(130)が、第1の支持エレメント(125)に固着射出成形されたプラスチック(150)から成っている、請求項1から5までのいずれか1項記載のブロアモジュール。
【請求項7】
ステータ(110)が、第2の支持エレメント(170)と枠エレメント(185)とを備えたベースエレメント(120)を有しており、プラスチック(180)から成る枠エレメント(185)が、第2の支持エレメント(170)に固着射出成形されている、請求項1から6までのいずれか1項記載のブロアモジュール。
【請求項8】
請求項1から7までのいずれか1項記載のブロアモジュール(100)を製造する方法(400)において、以下のステップを有している、すなわち、
磁石(140)を備えたロータ(105)を製造し(410−420)、
ロータ(105)をステータ(110)に組み付ける(470)、ステップを有している方法において、
ロータ(105)の製造(410−420)は、プラスチック(150)の射出成形時に当該プラスチック(150)によって磁石(140)をロータ(105)の第1の支持エレメント(125)に固着させること(415)を含むことを特徴とする、ブロアモジュールを製造する方法。
【請求項9】
ステータ(110)が、コイルエレメント(115)を有していて、コイルエレメント(155)の製造(425−435;455−465)は、プラスチック(155)をコイル(160)に固着射出成形すること(430)を含む、請求項8記載の方法。
【請求項10】
ステータ(110)が、ベースエレメント(120)を有していて、ベースエレメント(120)の製造(440−450)が、プラスチック(180)を第2の支持エレメント(170)に固着射出成形すること(445)を含む、請求項9記載の方法。
【請求項11】
プラスチック(150)を第1の支持エレメント(125)に固着射出成形し(415)、プラスチック(180)を第2の支持エレメント(170)に固着射出成形すること(445)が、共通の射出成形工程(415,445)に含まれる、請求項8から10までのいずれか1項記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2013−507566(P2013−507566A)
【公表日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−533540(P2012−533540)
【出願日】平成22年8月20日(2010.8.20)
【国際出願番号】PCT/EP2010/062158
【国際公開番号】WO2011/045110
【国際公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【出願人】(390023711)ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ROBERT BOSCH GMBH
【住所又は居所原語表記】Stuttgart, Germany
【Fターム(参考)】