CN103368304A - 车载用电动机及使用了该车载用电动机的电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够应对车载用电动机的多极化的车载用电动机。例如，提供一种臂部的个数不会被臂部的长度制约，且能够充分地确保相对于振动的可靠性的车载用电动机。如下这样构成车载用电动机：具备连接集中绕组的多个定子线圈(7)的母线(9)，母线(9)在相对于该母线(9)的长度方向呈直角方向上具有臂部(9ue1～9ue4)，在臂部的前端设有线圈保持部(9ua1～9ua4)，在臂部(9ue1～9ue4)设有机械性的扭转部分。

Description

车载用电动机及使用了该车载用电动机的电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及车载用电动机及使用了该车载用电动机的电动动力转向装置。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，存在日本特开2010-41898号公报(专利文献1)。该公报公开有如下内容：作为将电动动力转向装置用电动机的引线和定子线圈连接的接头，为带状的导电构件，其在展开时，在两端部分别具有连接侧接头端部，而且具有沿着长度方向而向一侧突出的多个定子侧接头部，该带状的导电构件沿着板厚方向变形为圆形形状，而且将在同一平面内折弯的连接侧接头端部彼此连接而形成连接侧接头部，该连接侧接头部与引线连接，而且使定子侧接头部与定子线圈连接，从而相对于带状的板而平行地设置臂部。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2010-41898号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

在专利文献1中记载有一种引线与定子线圈的连接结构。然而，专利文献1的连接结构难以应对与车载用电动机的多极化相伴的线圈的个数增加。在这种连接结构中，例如，由于将臂部沿着带状的板的方向设置，因此臂部的个数被臂部的长度制约。而且，由于没有分为电连接/机械连接的连接结构，因此由于振动而负载直接作用于电接合部，有时难以充分地确保相对于振动的可靠性。

发明内容

因此，本发明目的在于提供一种能够应对车载用电动机的多极化的车载用电动机。例如，提供一种臂部的个数不会被臂部的长度制约，且能够充分地确保相对于振动的可靠性的车载用电动机。

【用于解决课题的手段】

为了解决上述课题，例如采用权利要求书所记载的结构。

本申请包括多个解决上述课题的手段，若列举其中一例，则如下这样构成车载用电动机：具备连接集中绕组的多个定子线圈的母线，母线在相对于该母线的长度方向呈直角方向上具有臂部，在臂部的前端设有线圈保持部，在臂部设有机械性的扭转部分。

根据本发明，可提供一种能够应对车载用电动机的多极化的车载用电动机。上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明变得清楚。

附图说明

图1是与由集中绕组构成的电动机的极数和插槽数的组合相关的表。

图2是由8极12插槽构成的4并联电路的线圈结构图。

图3是考虑了图2所示的组合的母线连接部的配线图。

图4是说明EPS电动机的结构的纵向剖视图。

图5是说明EPS电动机的结构的横向剖视图。

图6是EPS电动机的定子铁心与母线关系的立体图。

图7是说明母线端子的冲压时的形状的俯视图。

图8是U相用的母线端子的立体图。

图9是中性点用的母线端子的立体图。

图10是全部端子的组装后的立体图。

图11是插入有母线端子的母线壳体的立体图。

图12是用于说明线圈的连接结构的立体图。

【符号说明】

1车载用电动机

2外壳

3定子铁心

4转子铁心

5磁体

6a、6b轴承

7线圈

8轴

9母线

10端子台

11线圈骨架

13端子

14母线壳体

15紧固部

16前端焊接部

具体实施方式

以下，使用附图，说明本发明的实施方式。

在车载用电动机中，期望小型化、轻量化，为了小型化而存在进行多极化的倾向。而且，关于线圈，存在从采用以往的分布绕组到采用能够减小线圈端的集中绕组的倾向。

图1是表示通过集中绕组构成的电动机的极数与插槽数的关系的图。图中，◎表示2对3系列的组合，○表示4对3系列，△表示特殊的系列，×表示作为电动机未起作用的组合的代表例。

从图1可知，每两极能够选择极数的2对3系列的设计自由度高，被广泛使用。例如，在车载用所使用的电动动力转向电动机中使用8极12插槽，但为了实现进一步的小型化而需要选择10极15插槽。10极15插槽的组合与8极12插槽相比，齿槽转矩的次数从24次增加为30次，因此能够降低齿槽转矩。然而，由于线圈数的增加而线圈的终端处理数也增加。

图2表示由8极12插槽且三相线圈为Y接线的4并联电路构成的线圈的接线图。U相的线圈由U1～U4构成，V相线圈由V1～V4构成，W相线圈由W1～W4构成。4并联电路的一个三相线圈由U1相线圈、V1相线圈、W1相线圈构成时如图示那样。同样地其他的三相线圈也成为图示的结构，且各相并联地连接。

图3表示使用母线构成4并联电路时的电连接图。4个Y接线的中性点可以如图2所示那样分别独立，但若使用母线，则如图3所示那样能够将全部的中性点连接，该情况能够减少作业性和部件个数。这样，在8极12插槽的4并联电路的情况下，对于1个线圈，无论是卷绕始端还是卷绕终端都需要与母线连接，全部的话成为24个部位的连接个数。而且，在10极15插槽的情况下，连接个数成为30个部位，在限于电动机的体型相同的情况下，在一个线圈的终端处理中能使用的空间变窄。这样的话，伴随着电动机的多极化，作业空间变窄，而且，对母线的端子的结构也产生制约。

以作为本发明的一实施方式的电动动力转向装置用的电动机为例，说明本发明的母线端子的结构。

图4表示在电动动力转向装置中使用的车载用电动机1的轴向剖视图。向外壳2的内周侧压入或热装定子铁心3。在该定子铁心3上设置卷绕线圈7的凸部。通常该凸部被称为齿，经由作为绝缘体的线圈骨架11来卷绕线圈7。线圈7的引出线与母线9连接，构成串并联电路。在定子铁心3的内周侧配置转子。转子具有转子铁心4，在转子铁心4的外周部配置有磁体5。而且，在磁体5的外周部设有磁铁罩(未图示)，起到防止磁铁飞散的功能。在转子铁心4的中心部分设有轴8，在轴8的两端部配置有轴承6a和6b。

图5是图4的A-A剖视图。在此，示出了转子侧的极数为10极且定子侧的插槽数为12插槽而构成电动机的例子。在中心的轴8的外周侧，如前述那样配置转子铁心4，在转子铁心4的外周部张贴磁体5，在磁体5的外周部设置磁铁罩(未图示)。在外壳2的内周侧设有由分割铁心构成的定子铁心3。在该定子铁心3安装线圈骨架11，在线圈骨架11的外周侧卷装线圈7。

图6以立体图来表示一体构成的定子铁心3和在其上部组装有母线9的情况。在定子铁心3上安装线圈骨架11，从线圈骨架11上卷装线圈7，卷绕始端和卷绕终端的线圈7与母线9连接。在母线9的底面设有母线壳体14和该母线壳体14的内部由铜板构成的连接端子。并且，在母线9的上部配置有端子台10。在端子台10上设有U相端子13u、V相端子13v、W相端子13w，且相对于各端子而电连接有端子接合部9uc、9vc、9wc。

接下来，关于与线圈7电连接的母线9的形状，以U相母线9u为例进行说明。图7(a)表示成形前的母线9u的配件的结构。对于由铜板构成的平板，通过以图示的平板形状进行冲压加工而构成U相母线9u。该母线9u由从构成为带状的U相母线带部9ud向相对于U相母线带部9ud的长度方向呈直角方向延伸的U相母线臂部9ue1～9ue4和U相端子接合部9uc构成。在U相母线臂部9ue1～9ue4的前端设有能够与线圈7进行电连接及机械连接的U相线圈保持部9ua1～9ua4和能够与线圈7进行电接合的U相焊接部9ub1～9ub4。9ua1～9ua4成为由前端部分分割为两部分的U字形所形成的结构。而且，图7(b)表示省略了前述的电接合部9ub1～9ub4的结构。在该结构的情况下，可以设置大量的母线臂部，因此在多极化中，在与线圈连接的连接部增加时有效。需要说明的是，如图7(b)所示，U相端子接合部9uc也可以设置在隔着U相母线带部9u7d而与U相母线臂部相反侧。

接下来，说明冲压加工的母线的成形。图8表示将图7所示的平板的U相母线修圆成圆筒状而成形之后的形状。在本发明中，将U相母线臂部9ua1～9ua4的中途以机械角计扭转90度，使U相焊接部9ub1～9ub4朝向直角方向。由此，能够将从定子铁心3延伸来的线圈7改变成容易由U相线圈保持部9ua1～9ua4保持的方向。即，例如能够对应于母线9u的形状而将线圈7不弯曲地与母线9u连接，从而生产性提高。

在图9中，说明中性点母线9n的结构。中性点母线9n与图8所示的U相母线9u基本上为相同的形状，线圈连接用的母线臂部的个数与线圈数相同，为12个。与U相母线9u同样，在中性点用的臂部的前端部，线圈保持部及电接合部9na1～9na12和设置成能够在线圈的前端部分进行焊接的中性点焊接部9nb1～9nb12均等地配置于中性点母线带部9nd。该中性点连接用的母线臂部也如前面说明那样，在臂部的中途通过扭转90度机械角而能够容易与线圈进行固定。

图10表示在全部的线圈连接中使用的母线。在上述的说明中，示出了U相用的母线和中性点用的母线，但在V相及W相中也同样。但是，作为配置在圆周上的位置关系，最外径侧为连接个数最多的中性点用，接着为三相线圈用，在该图的情况下以U相、V相、W相的顺序配置。这样的话，通过将臂部的个数最多的中性点母线配置在最外周部，能够将臂部的长度形成为最小限度，从而能够使与线圈的连接关联的母线电阻最小。

图11是表示收纳有图10所示的母线的母线壳体14的图。在母线壳体14上呈圆周状地设置有槽，来作为收纳中性点母线的母线收纳部14n、收纳U相母线的母线收纳部14u、收纳V相母线的母线收纳部14v、收纳W相母线的母线收纳部14w。在这些母线收纳部收纳母线带部。而且，在各母线收纳部设有切口作为母线臂部的保持部，各母线臂部从各个切口向外周方向凸出地配置。在图11中，设有中性点母线臂部的保持部14fn、U相母线臂部的保持部14fu、V相母线臂部的保持部14fv、W相母线臂部的保持部14fw。而且，在母线壳体14的底面设有供线圈通过的线圈贯通孔14a、线圈引导部14b和线圈定位部14c。而且，该母线壳体14配置在线圈骨架11的上部，通过设置在母线壳体14上的线圈骨架结合部14d与设置在线圈骨架11上的孔部进行卡扣结合。

使用图12，说明将线圈7安装于母线的结构。卷绕于定子铁心的线圈7在组装母线之前，成形为呈垂直状地延伸的状态。在该线圈7的上方载置母线壳体14，通过线圈骨架结合部14d相对于线圈骨架11一体地固定。此时，线圈7通过母线贯通孔14a而进行组装。在这样的状态下，将母线端子U、V、W、及中性点母线配置在母线收纳部，使线圈7通过线圈引导部14b而向线圈定位部14c移动并临时固定于线圈定位部14c。此时，线圈7向各母线的线圈保持部移动，由紧固部15来固定。该固定既可以是机械性的压接固定，也可以是能够进行机械固定和电接合的熔合。在机械固定的情况下，为了进行电连接，将另行设置在紧固部15的轴向外侧(沿着转子铁心4的旋转轴的方向上的与定子铁心3相反侧)的焊接部(以U相母线9u为例时，为U相焊接部9ub1～9ub4)与线圈7的前端焊接而构成前端焊接部。图12中，符号16所示的部分相当于前端焊接部。

如以上叙述那样，在用于进行线圈的终端处理的母线结构中，从带状的板设置线圈连接用的臂部时，作为适合于将来的多极化、多插槽化的结构，在相对于带状构件的长度方向呈直角方向上构成臂部，并将该臂部以机械角度计扭转90度，且在其前端部分分别独立地设置机械连接部和电连接部，由此，具有如下效果：能够构成理想的母线结构，由于施加了扭转而向轴向/径向的耐振强度增加，且能够减轻向线圈接合部的负载。而且，为了将线圈7定位于母线保持部，而将线圈定位部14c新设置于母线壳体14，由此能够实现线圈7的临时固定并能够容易进行机械性的线圈固定。其结果，具有作业性格外提高且作业时间缩短的效果。

另外，在以上的说明中，说明了由2对3系列构成的电动机，但图1中由△或○表示的其他的组合中也可以同样地采用，能得到同样的效果。

需要说明的是，本发明并未限定为上述实施方式，包含各种变形例。例如，上述的实施方式是为了容易理解本发明而详细地说明的实施方式，并本发明未限定为具备说明的全部的结构的情况。而且，关于上述实施方式的结构的一部分，还能够进行其他的结构的追加·削除·置换。

【工业实用性】

本发明能够利用作为在电动动力转向电动机中使用的无刷电动机或各种发电机等车载用电动机的终端处理用的母线结构。

Claims (7)

1.一种车载用电动机，其具备连接集中绕组的多个定子线圈的母线，其中，

所述母线在相对于该母线的长度方向呈直角方向上具有臂部，

在所述臂部的前端设有线圈保持部，

在所述臂部设有机械性的扭转部分。

2.根据权利要求1所述的车载用电动机，其中，

在所述线圈保持部的前端具有U字型的爪部，

通过所述爪部保持线圈。

3.根据权利要求2所述的车载用电动机，其中，

所述爪部的一方为电接合部，另一方为机械接合部。

4.根据权利要求3所述的车载用电动机，其中，

在所述线圈保持部的轴向外侧设有与所述定子线圈的端部进行焊接的焊接部。

5.根据权利要求2所述的车载用电动机，其中，

所述车载用电动机具备供所述母线插入的母线壳体，

在所述母线壳体的底面部设有供所述定子线圈贯通的贯通孔和能够进行线圈的临时固定的定位部。

6.根据权利要求5所述的车载用电动机，其中，

所述母线壳体通过线圈骨架结合部而相对于线圈骨架进行固定，并通过端子台结合部而相对于端子台进行固定。

7.一种电动动力转向装置，其使用权利要求1至6中任一项所述的车载用电动机。

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