CN103532313B - 马达 - Google Patents

Abstract

提供了一种马达，该马达包括：马达壳体；定子，该定子安装在马达壳体内部，并包括定子芯以及缠绕在定子芯上的线圈；转子，该转子可旋转地安装在定子的中心处；以及板模块，该板模块堆叠有多个板，并且联接至定子以及联接至转子的上表面，以将电力供给至线圈。

Description

马达

技术领域

本公开涉及一种无刷马达。

背景技术

通常，几乎每一车辆都采用了电动助力转向系统。这种电动助力转向系统基于转向扭矩和转向角产生辅助力，以提高车辆的转向性能。

即，以单独动力来辅助车辆的转向力的转向系统被用来提高车辆的运动稳定性。

常规地，辅助转向装置使用液压，但从减小发动机负载、轻量化、提高转向稳定性以及快速恢复力的角度出发，如今已经越来越多地采用适于将电动马达的旋转输出通过减速机构传递至转向轴的电助力转向(EPS)系统。

EPS系统构造为使得电子控制单元(ECU)响应于由速度传感器、扭矩角传感器和扭矩传感器检测出的转向状况来驱动马达以提高转向稳定性并提供快速恢复力，由此，驾驶员能够安全地使车辆转向。

EPS系统还使得马达对操纵方向盘的扭矩进行辅助，以允许驾驶员以较小动力对车辆进行转向，其中马达采用无刷直流(BLDC)马达。

由于无刷马达维护性优良、具有较小的尺寸、以及能够产生高扭矩，因此BLDC马达已被越来越多地使用。

BLDC马达通常通过将壳体与盖构件联接而形成外观，壳体的内周表面设置有定子，并且该定子形成为居中地带有转子，转子可旋转地安装成与定子电气相互作用。该转子由旋转轴可旋转地支撑，并且旋转轴的上表面由车辆的转向轴连接以如上所述地提供辅助车辆的转向的动力。如此构造的EPS马达的定子用于将电力通过汇流排供给至缠绕的线圈。

定子包括芯以及缠绕在芯上的线圈，并且一般地，用于车辆的马达为了减小损失而采用并联连接的多个线圈。因此，线圈延伸至输入/输出端子，并且在并联连接期间集成并连接在端子处。为了集成并连接并联设置的线圈，在定子的上表面联接有汇流排，并且为了联接汇流排，线圈的线圈端子分别地缠绕在定子的上表面上，并且汇流排被连接至线圈端子。

汇流排固定地设置有电连接至随后被绝缘体绝缘的线圈端子的多个金属构件。汇流排呈与定子形状对应的大致多纳圈形状。汇流排在周边处设置有用于连接线圈端子的端子。

汇流排的形状响应于所连接的电力而改变，并且通常，EPS马达构造为使得相应的输入/输出端子通过3相电路顺序地设置到汇流排的周边。

然而，在汇流排被用来连接线圈的情况下，汇流排至线圈的连接过程中存在缺点，并且由于EPS马达的高度增大到汇流排的高度，因此在使马达小型化中存在缺点。

另一缺点在于，由于诸如通过成形汇流排使用绝缘体的汇流排本体的模制成形之类的复杂过程，因此极需加工时间来制造汇流排。

发明内容

本公开旨在处理上述问题/缺点，并且本公开的目的为提供一种构造为改进马达组装和马达小型化的结构改进的无刷马达。

在本公开的一个总体方面中，提供了一种马达，该马达包括：

马达壳体；

定子，该定子安装在马达壳体内部，并包括定子芯以及缠绕在定子芯上的线圈；

转子，该转子可旋转地安装在定子的中心处；以及

板模块，该板模块堆叠有多个板，并且联接至定子以及联接至转子的上方表面，以将电力供给至线圈。

优选地，但并非必需地，板模块可包括各自具有相同直径的第一板至第四板。

优选地，但并非必需地，第一板可以包括第一线圈通孔至第三线圈通孔以及第一端子通孔，第一线圈通孔至第三线圈通孔各自具有第一直径，第一端子通孔具有比第一直径小的第二直径。

优选地，但并非必需地，第一端子通孔的数目可与第一线圈通孔至第三线圈通孔的数目的总和相同。

优选地，但并非必需地，第一端子通孔的数目可为12，并且第一线圈通孔至第三线圈通孔中的每一者的数目可为4，使得第一线圈通孔至第三线圈通孔的总数目可为12。

优选地，但并非必需地，第二板可包括第四线圈通孔和第二端子通孔，第四线圈通孔具有第一直径，第二端子通孔具有比第一直径小的第二直径。

优选地，但并非必需地，第四线圈通孔的数目可为20，并且第二端子通孔的数目可为4。

优选地，但并非必需地，第三板可包括第五线圈通孔和第三端子通孔，第五线圈通孔具有第一直径，第三端子通孔具有比第一直径小的第二直径。

优选地，但并非必需地，第五线圈通孔的数目可为20，并且第三端子通孔的数目可为4。

优选地，但并非必需地，第四板可包括第六线圈通孔和第四端子通孔，第六线圈通孔具有第一直径，第四端子通孔具有比第一直径小的第二直径。

优选地，但并非必需地，第六线圈通孔的数目可为20，以及第四端子通孔的数目可为4。

优选地，但并非必需地，第二直径可对应于线圈的直径。

优选地，但并非必需地，第一板至第四板中的每一者可呈具有外径和小径/内径的环状。

优选地，但并非必需地，第一板至第四板可包括至少四(4)盎司的铜。

优选地，但并非必需地，该小径可形成为大于转子的直径。

在根据本公开的示例性实施方式的马达中存在的有利效果在于，由于电力的每个极和公共端子的连接能够通过将多个板构件堆叠以替代常规使用的汇流排的复杂结构来完成，因此马达高度能够被减小，以提供进一步小型化的马达。

另一有利效果在于，马达组装的生产率能够通过将把缠绕在定子上的线圈的远端连接至汇流排的端子的复杂过程替换为将线圈的远端插入板构件中并利用加热枪来加热及焊接/钎焊/软钎焊的过程而得到改进。

附图说明

图1为示出根据本公开的示例性实施方式的马达的局部剖切的截面图。

图2为示出根据本公开的示例性实施方式的板模块的分解立体图。

图3为示出图2的第一板的平面图。

图4至图6为示出图2的第二板至第四板的平面图。

图7为示出缠绕有线圈的定子芯的立体图。

图8为示出的缠绕在图7中的定子芯上的线圈的远端被剥除并且板模块被插入的状态的立体图。

图9为示出线圈的突出至图8的板模块的上表面的剥除部分被切掉的状态的立体图。

图10为示出图9的板模块的上表面被利用导电构件焊接的状态的立体图。

具体实施方式

现在将参照附图详细地描述根据本公开的示例性实施方式的马达。

图1为示出根据本公开的示例性实施方式的马达的局部剖切的截面图，图2为示出根据本公开的示例性实施方式的板模块的分解立体图，图3为示出图2的第一板的平面图，图4至图6为示出图2的第二板至第四板的平面图，图7为示出缠绕有线圈的定子芯的立体图，图8为示出缠绕在图7的定子芯上的线圈的远端被剥除(被剥去皮层)并且板模块被插入的状态的立体图，图9为示出线圈的突出至图8的板模块的上表面的剥除部分被切掉的状态的立体图，以及图10为示出图9的板模块的上表面被利用导电构件焊接/钎焊/软钎焊的状态的立体图。

参照图1，根据本公开的示例性实施方式的EPS马达包括马达壳体10、定子20以及转子30，并且还可包括用于将电力供给至缠绕在定子20上的线圈22的板模块100。

马达壳体10呈大致圆筒状，并且形成为在上表面处带有开口，并且在底表面处封闭。马达壳体10在其中安装有与定子20、转子30以及可旋转地支撑转子30的旋转轴30a。定子20包括定子芯21、线圈22以及通过剥除线圈的远端而形成的线圈端子25。定子芯21可设置有多个齿，并且在齿安装有绝缘体的同时，齿可周向地缠绕有线圈22。线圈22的远端被剥除以形成线圈端子25，此处线圈端子25可被设置为如图2中所示的具有预定长度和预定直径的圆柱状。

转子30可旋转地安装至定子20的中心处，并且由多个安装在转子芯的周边处的磁体形成。旋转轴30a与转子30同轴地形成，此处旋转轴30a的一端由安装在马达壳体10的底板表面处的底部轴承可旋转地支撑，并且旋转轴30a的另一端由安装在盖构件(未图示)上的上部轴承支撑。

感测单元34包括板31、感测磁体32以及磁性元件33。板设置为大致盘状，并且使用粘合剂在上表面处由感测磁体32固定。感测磁体32可居中地设置有通孔。磁性元件33用于检测感测磁体32的磁场中的变化，并且磁性元件33安装成与感测磁体32相对。磁性元件33可被安装在设置于转子30的上表面处的PCB(印刷电路板)上。

再次参照图2，板模块100通过将各自具有相同的外部形状的第一板至第四板110至140堆叠而形成。此时，第一板至第四板110至140中的每一者均呈环状，并且居中地形成有通孔，并且通孔的直径可比转子30的直径大。通孔可形成为具有不与如图1中所示的PCB35相干扰的尺寸。

第一板110如图3中所示用作公共端子，并且可在周边处形成有多个通孔。此时，通孔可设置有：具有第一直径的第一线圈通孔111、第二线圈通孔112、第三线圈通孔113以及具有比第一直径更小的第二直径的第一端子通孔115。如附图中所示，第一线圈通孔至第三线圈通孔111至113以及第一端子通孔115可交替地设置。

即，第一线圈通孔111可跟随有第一端子通孔115，第一端子通孔115的旁边可设置第二线圈通孔112，第二线圈通孔112的旁边设置第一端子通孔115，第一端子通孔115的旁边设置第三线圈通孔113，以及第三线圈通孔113的旁边设置第一端子通孔115，可以此顺序设置。随后将说明如此设置的原因。

参照图4，第二板120可被设置呈具有与第一板110的周边和内表面相同的周边和内表面的环状。第二板120可包括第四线圈通孔121和第二端子通孔122，第四线圈通孔121具有与第一直径相对应的直径，第二端子通孔122具有与第一端子通孔115的第二直径相对应的第二直径。

参照图5，第三板130可被设置呈具有与第一板110的周边和内表面相同的周边和内表面的环状。第三板130可包括第五线圈通孔121和第三端子通孔132，第五线圈通孔121具有与第一直径相对应的直径，第三端子通孔132具有与第一端子通孔115的第二直径相对应的第二直径。

参照图6，第四板140可被设置呈具有与第一板110的周边和内表面相同的周边和内表面的环状。第四板140可包括第六线圈通孔121和第四端子通孔142，第六线圈通孔121具有与第一直径相对应的直径，第四端子通孔142具有与第一端子通孔115的第二直径相对应的第二直径。

第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142可使用导电材料形成，并且第二直径可被构造为具有与线圈22的直径相对应的直径。

此时，第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142的内表面可使用诸如热枪之类的工具通过在施加热的情况下进行焊接涂覆而与穿过第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142的线圈22导电地连接。

此外，第一板至第四板110至140可共同地在外表面处或内表面处形成有导电地设置有第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142的导电层，并且在导电层设置在上表面处或底表面处的情况下，可涂覆或喷涂绝缘漆以防止外部短路的发生，并且在其内侧设置有导电层的情况下，包覆导电层的构件可与绝缘构件一起形成。

同时，导电构件的重量而非导电构件的厚度或面积对于导电层而言是重要的，并且根据本公开的示例性实施方式，导电构件为铜材料，并且铜材料的重量可至少为四(4)盎司或更多盎司。此时，板模块100的直径和厚度可与马达的直径相对应地增大或减小，并且在为导电材料的铜的重量维持在四(4)盎司或更多盎司的情况下，厚度可被随意地调整，此处板110至140的每个厚度可被构造为最多不超过1mm。

通常，由于使用四(4)盎司的铜的板模块100被制造为环状，成形一般的PCB所需的刻蚀过程可省略，以减小制造成本。

同时，通孔的数目可基于连接的极而改变，并且由于根据本公开的示例性实施方式的马达连接至3相电力，因此对于每个板110至140可形成总共24个通孔。因此，第一板110可形成有总共12个第一端子通孔115，并且第一线圈通孔至第三线圈通孔111至113可各自具有四个(4)孔，从而可形成总共12个孔。

此外，第二板至第四板120至140中的每个具有相同的形状和结构，并且，第二板120可具有总共20个各自具有第一直径的第四线圈通孔121和总共4个各自具有第二直径的第二端子通孔122。第三板130和第四板140中的每个也可具有总共20个各自具有第一直径的第五线圈通孔131和第六线圈通孔141和总共四个各自具有第二直径的第三端子通孔132和第四端子通孔142。

同时，板模块100如以上所述地通过板堆叠而形成，其中当堆叠时，有必要将每个通孔设置在具体的位置处。即，如图2中所示，公共端子的第一板110可设置在最下侧。此外，第一板110的上表面可堆叠有具有第一极并连接至电力源的第二板120，并且第二板120的第二端子通孔122可设置成与第一线圈通孔111相对。以类似的方式，第三板130的第三端子通孔132可设置成与第二线圈通孔112相对，并且，第四板140的第四端子通孔142可设置成与第三线圈通孔113相对。

现在将参照图7至图10描述根据本公开的板模块100的联接方法。

本公开涉及使用3相(U、V、W)电力源的无刷马达，并且定子20的总体结构已经根据图1描述。

参照图7，缠绕在定子芯21上的线圈22的远端23可以直立的状态设置在定子芯的上表面上，同时被包覆在包覆线圈22的绝缘涂层中。此时，线圈22的远端23设置处于与定子芯21的纵长方向相平行的方向一致的直立状态，并且使线圈22的远端23穿过形成在板模块100上的多个通孔。

通过对已穿过第一端子通孔115的、线圈22的远端23进行剥除而形成的剥除部分24穿过第二板至第四板120、130、140的第四线圈通孔至第六线圈通孔121、131、141，因此导电连接可仅在第一端子通孔115上实现。

此外，通过对已穿过第二板120的第二端子通孔122的、线圈22的远端23进行剥除而形成的剥除部分24穿过第三板130和第四板140的第五线圈通孔131至第六线圈通孔141，因此导电连接可仅在第二端子通孔122上实现。

此外，通过对已穿过第二板120的第四线圈通孔121的、线圈22的远端23进行剥除而形成的剥除部分24穿过第三板130的第三端子通孔132，并穿过第四板140的第六线圈通孔141，因此导电连接可仅在第三端子通孔132上实现。

此外，通过对已穿过第三线圈通孔113的、线圈22的远端23进行剥除而形成的剥除部分24穿过第二板120和第三板130的第四线圈通孔121和第五线圈通孔131，并穿过第四板130的第四端子通孔142，因此导电连接可仅在第四端子通孔142上实现。

现在，一旦连接已如以上述地完成，向板模块100的上表面突出的剥除部分24被除掉以形成线圈端子25，如图9中所示，并且线圈端子25的部分o使用诸如铅/导体之类的导电构件200来焊接，由此完成组装。

此外，尽管未说明，如上所述，第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142的周边预先进行焊接涂层，在板构件100的组装完成之后，使用热枪来施加热，使得预先进行的焊接涂层被融化，并且已穿过第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142的线圈剥除部分24可被导电地连接至第一板至第四板110至140。此时，第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142的每个直径具有与线圈22的直径相对应的第二直径，并且，第一线圈通孔至第六线圈通孔111、112、113、121、131、141具有比第二直径大的第一直径，使得如果如图10所示地在上表面上进行使用铅的焊接过程，则剥除部分24可仅导电地连接至第一端子通孔至第四端子通孔115、122、132、142。

如从前述中所明显的，本公开的示例性实施方式具有的有利效果在于消除了常规的汇流排，并且可通过经由对各自具有相同的环状外观的第一板至第四板110至140进行堆叠而形成的板模块100的联接来实现与汇流排的功能相同的功能，从而提高了组装和生产率。

同时，本公开的上述示例性实施方式已经图示了并说明了施加3相电力源的情况，使得在所施加的电力源的极增大或减小的情况下，形成板模块100的板的数目可增大或减小。

尽管已参照实施方式的若干说明性实施方式对实施方式进行了描述，应当理解的是，本领域技术人员能够想出许多其它改型和实施方式，这些改型和实施方式将落入本公开的原理的精神和范围之内。更特别地，能够对所附权利要求、附图和本公开的范围内的主题组合装置的设置和/或组成部件进行各种改变和改型。

Claims (10)

1.一种马达，所述马达包括马达壳体、定子以及转子，所述定子安装在所述马达壳体内部并且包括定子芯以及缠绕在所述定子芯上的线圈，所述转子可旋转地安装在所述定子的中心处，所述马达包括：

板模块，所述板模块堆叠有多个板、并且联接至所述定子以及联接至所述转子的上表面，以将电力供给至所述线圈，

其中，所述板模块包括各自具有相同直径的第一板至第四板，

其中，所述第一板包括第一线圈通孔至第三线圈通孔以及第一端子通孔，所述第一线圈通孔至所述第三线圈通孔各自具有第一直径，所述第一端子通孔具有比所述第一直径小的第二直径，

其中，所述第二板包括第四线圈通孔以及第二端子通孔，所述第四线圈通孔具有所述第一直径，所述第二端子通孔具有所述第二直径，

其中，所述第三板包括第五线圈通孔以及第三端子通孔，所述第五线圈通孔具有所述第一直径，所述第三端子通孔具有所述第二直径，以及

其中，所述第四板包括第六线圈通孔以及第四端子通孔，所述第六线圈通孔具有所述第一直径，所述第四端子通孔具有所述第二直径。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第一端子通孔的数目与所述第一线圈通孔至所述第三线圈通孔的数目的总和相同。

3.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第一端子通孔的数目为12，并且所述第一线圈通孔至所述第三线圈通孔中的每一者的数目为4，使得所述第一线圈通孔至所述第三线圈通孔的总数目为12。

4.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第二直径对应于所述线圈的直径。

5.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第一板至所述第四板中的每一者呈具有外径和小径的环状。

6.根据权利要求5所述的马达，其中，所述第一板至所述第四板包括至少四盎司的铜。

7.根据权利要求5所述的马达，其中，所述小径形成为大于所述转子的直径。

8.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第四线圈通孔的数目为20，并且所述第二端子通孔的数目为4。

9.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第五线圈通孔的数目为20，并且所述第三端子通孔的数目为4。

10.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第六线圈通孔的数目为20，并且所述第四端子通孔的数目为4。