CN107534343B - 汇流条单元、具备该汇流条单元的旋转电机以及汇流条单元的制造方法 - Google Patents

Abstract

汇流条单元(20)包括：汇流条(21、22、23)，其为多个并层叠地配置，该汇流条(21、22、23)具有导电性，并且具有孔部(21d、22d、23d)；绝缘构件(31)，其安装在汇流条之间，该绝缘构件(31)具有绝缘性，并且具有孔部(31c)；定位构件(32)，其具有在汇流条(21、22、23)的层叠方向上突出且贯穿于汇流条(21、22、23)的孔部(21d、22d、23d)和绝缘构件(31)的孔部(31c)的销(33)，并且由绝缘性树脂形成；以及固定装置(33a)，其设于销(33)的顶端部，用于固定汇流条(21、22、23)和绝缘构件(31)。

Description

汇流条单元、具备该汇流条单元的旋转电机以及汇流条单元 的制造方法

技术领域

本发明涉及汇流条单元、具备该汇流条单元的旋转电机以及汇流条单元的制造方法。

背景技术

在日本JP2013－212008A中公开了一种用于从端子部向各线圈供给电流的汇流条单元。汇流条单元由与各相相对应的多个环状的汇流条和具有逐一容纳各汇流条的多个槽的环状的绝缘支架构成。

发明内容

通过在各汇流条容纳在绝缘支架的各槽内的状态下将绝缘支架配置在模具内，向模具内注入熔融的绝缘性树脂，绝缘支架和各汇流条能够利用嵌入成形来一体化。

在上述以往的技术中，由于汇流条是使直线状的带状导电构件在板厚方向上弯曲而形成为沿着定子周向的形状的结构，因此，通过针对每个汇流条改变直径，能够在将多个汇流条分别收纳在绝缘支架中之后嵌入成形。

但是，在汇流条是将板状的导电构件以预定宽度冲切成沿着定子周向的形状而形成的结构的情况下，各汇流条在轴向上层叠。在这种情况下，在将在轴向上层叠的各汇流条空开预定的间隔地保持的状态下进行嵌入成形。因而，难以防止各汇流条在径向、周向以及轴向上的错位。

本发明的目的在于容易地防止汇流条在径向、周向以及轴向上的错位。

根据本发明的一个技术方案，一种汇流条单元，其中，该汇流条单元包括：汇流条，其为多个并层叠地配置，该汇流条具有导电性，并且具有孔部；绝缘构件，其安装在汇流条之间，该绝缘构件具有绝缘性，并且具有孔部；定位构件，其具有在汇流条的层叠方向上突出且贯穿于汇流条的孔部和绝缘构件的孔部的销，并且由绝缘性树脂形成；以及固定装置，其设于销的顶端部，用于固定汇流条和绝缘构件。

此外，根据本发明的另一个技术方案，一种汇流条单元制造方法，该制造方法用于制造具备定位构件的汇流条单元，该定位构件具有突出的销，并且由绝缘性树脂形成，其中，该汇流条单元制造方法包括以下的工序：向设于具有导电性的多个汇流条的孔部和设于具有绝缘性的绝缘构件的孔部中插入销，同时交替地层叠汇流条和绝缘构件；利用设于销的顶端部的固定装置将汇流条和绝缘构件固定于定位构件；以及利用绝缘性树脂将汇流条、绝缘构件以及定位构件嵌入成形。

附图说明

图1是具备本发明的实施方式的汇流条单元的马达的剖视图。

图2是本发明的实施方式的汇流条单元的立体图。

图3是分解地表示汇流条单元的立体图。

图4是分解地表示热熔接品的立体图。

图5是表示热熔接品和中性点用汇流条层叠的状态的立体图，且表示从图3的箭头A方向观看到的状态。

图6是用于说明嵌入成形的剖视图，表示将上模载置于下模之前的状态。

图7是用于说明嵌入成形的剖视图，表示将上模载置在下侧之后的状态。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是搭载有本实施方式的汇流条单元20的马达100的剖视图。图2是本实施方式的汇流条单元20的立体图。另外，在以下的说明中，将马达100的旋转轴向称作“轴向”，将以马达100的旋转轴为中心的放射方向称作“径向”，将环绕马达100的旋转轴的方向称作“周向”。

作为旋转电机的马达100是3相(U相、V相、W相)交流马达，其例如能应用于车辆的电动动力转向装置等。马达100包括：马达壳体1，其为金属制；马达盖2，其覆盖设置在马达壳体1的开口部，且由绝缘性树脂材料形成；转子3，其容纳在马达壳体1内且利用马达壳体1和马达盖2以能够旋转的方式轴支承；以及定子4，其设置在马达壳体1的内周面且具有预定的间隙地配置在转子3的外周。

马达壳体1具有：筒部5，其为圆筒状；底部6，其用于封闭筒部5的一端；以及开口端部7，其为环状并形成在开口于筒部5的另一端的开口部周围。

马达盖2利用多个螺栓(未图示)紧固于马达壳体1的开口端部7。利用密封环8将马达盖2和马达壳体1之间密封。

转子3具有：转子轴9，其以旋转自由的方式支承于马达壳体1；以及转子芯10，其在轴向上贯穿有转子轴9且容纳有在周向上以预定的间隔配置的多个磁体(永久磁体)。

转子轴9的一端侧借助轴承11支承于马达壳体1的底部6，该转子轴9的另一端侧借助轴承12支承于马达盖2。由此，转子3被支承为以中心轴线O为中心旋转自如。

定子4具有：定子芯13，其设于马达壳体1的内侧；定子线圈14，其在周向的整个范围内以预定的间隔在定子芯13设有多个；以及汇流条单元20，其以与定子线圈14在轴向上并列的方式设置。

定子芯13由磁性材料形成，其通过将具有在径向上以放射状延伸的多个齿部13a的多个钢板在轴向层叠而形成。定子芯13通过其外周嵌合于马达壳体1的内周而固定于马达壳体1。

定子线圈14包括：绝缘体15，其为多个并包围定子芯13的各齿部13a，且由绝缘性树脂材料形成；以及作为线圈的电磁线圈16，其为多个，且由隔着各绝缘体15卷在齿部13a上的线材形成。

电磁线圈16的线材17的端部从汇流条单元20和绝缘体15之间的间隙被抽出到定子线圈14的外部。电磁线圈16分别相当于U相、V相、W相中的任一者。各电磁线圈16借助各相线圈的线材17的端部与汇流条单元20连接。

汇流条单元20包括：汇流条21～24，其为多个并用于向卷装在定子4上的电磁线圈16通电，且由导电材料形成；以及绝缘性树脂25，其将汇流条21～24保持在内部。多个汇流条21～24和绝缘性树脂25利用嵌入成形一体成形。

在组装马达100时，在定子芯13上组装了定子线圈14之后在定子线圈14上组装汇流条单元20。此时，各电磁线圈16的线材17从绝缘体15的开口端和汇流条单元20的外周端之间的间隙延伸出，各自的顶端部焊接于各汇流条21～24的供电用端子21b～24b。

接着，在将定子4组装于马达壳体1之后，在马达壳体1上组装马达盖2。此时，自汇流条单元20的一端突出的3根汇流条端子21c～23c贯通马达盖2的各孔。

在马达盖2上设有接线端子19，该接线端子19连接于与各相相对应的电线18。在马达壳体1上连结了马达盖2之后，在各接线端子19的一端焊接各汇流条端子21c～23c。

在马达100工作时，驱动电流通过电线18、接线端子19、汇流条21～24被供给到各电磁线圈16，利用在定子芯13产生的磁力使转子3旋转。

图3是分解地表示汇流条单元20的立体图。图4是分解地表示热熔接品26的立体图。

多个汇流条21～24包括与U相相对应的汇流条21、与V相相对应的汇流条22、与W相相对应的汇流条23、将各相的中性点电连接的中性点用汇流条24这4个汇流条。各汇流条21～24具有：环状导电部21a～24a，其呈以中心轴线O为中心的环状延伸；以及供电用端子21b～24b，该供电用端子21b～23b为自环状导电部21a～23a在径向上突出设置的3个供电用端子，该供电用端子24b为自环状导电部24a在径向上突出设置的9个供电用端子。中性点用汇流条24的供电用端子24b是用于将各相的电磁线圈之间连接的端子。而且，各相汇流条21～23具有自环状导电部21a～23a在轴向上突出设置的1个汇流条端子21c～23c。

汇流条单元20通过利用绝缘性树脂25将热熔接品26和中性点用汇流条24嵌入成形而形成，该热熔接品26是将U相汇流条21、V相汇流条22以及W相汇流条23一体化而成的。

热熔接品26包括：U相汇流条21、V相汇流条22以及W相汇流条23；树脂板31，其安装于在轴向上相邻的汇流条之间并作为由绝缘性树脂形成的绝缘构件；以及定位板32，其沿着周向设有多个在轴向上突出的销33并作为由绝缘性树脂25形成的定位构件。

定位板32配置在轴向一端(图4中的下端)，形成为内径和外径与各相汇流条21～23大致相同的环板状。定位板32具有：环状板部32a，其作为呈以中心轴线O为中心的环状延伸的环状绝缘部；伸出部32b，其为多个并作为自环状板部32a向径向外侧伸出的限制部；以及销33，其为多个并自环状板部32a朝向轴向另一端侧(图4中的上侧)突出。

环状板部32a具有与各相汇流条21～23大致相同的厚度，在其表面突出设有销33。伸出部32b自环状板部32a向径向外侧伸出。伸出部32b还具有向轴向一端侧突出的突出部32d。即，伸出部32b的厚度厚于环状板部32a的厚度，并且在环状板部32a的背面的、与伸出部32b之间的边界利用突出部32d形成有台阶。销33突出设置在环状板部32a的表面，且形成为其轴向长度长于各相汇流条21～23和树脂板31的厚度之和。

树脂板31具有：环状板部31a，其形成为内径和外径与各相汇流条21～23大致相同的环板状且具有与各相汇流条21～23大致相同的厚度；伸出部31b，其为多个并自环状板部31a向径向外侧伸出；以及定位孔31c，其为多个并在轴向上贯通环状板部31a而形成。

伸出部31b具有与环状板部31a相同的厚度，形成有与定位板32的伸出部32b相同的数量。树脂板31的各伸出部31b配设为其周向位置与定位板32的各伸出部32b一致。定位孔31c的周向位置和径向位置被限定为能够供定位板32的销33贯穿。

各相汇流条21～23具有在轴向上贯通环状导电部21a～23a而形成的多个定位孔21d～23d。定位孔21d～23d的周向位置被限定为能够供定位板32的销33贯穿。

热熔接品26通过将V相汇流条22、树脂板31、U相汇流条21、树脂板31、W相汇流条23在轴向上按照该顺序层叠在定位板32上而构成。此时，定位板32的销33贯穿于V相汇流条22、树脂板31、U相汇流条21、树脂板31、W相汇流条23的各定位孔21d～23d、31c。而且，各相汇流条21～23的供电用端子21b～23b配置在树脂板31的相邻的伸出部31b之间。

之后，通过在销33的顶端形成热铆接部33a，V相汇流条22、树脂板31、U相汇流条21、树脂板31以及W相汇流条23被夹持在环状板部32a和热铆接部33a之间，定位板32、V相汇流条22、树脂板31、U相汇流条21、树脂板31以及W相汇流条23被一体地热铆接固定。

由此，能够限定各相汇流条21～23的周向位置和径向位置。此外，由于各相汇流条21～23保持为在轴向上分开安装在它们之间的树脂板31的厚度的量的状态，因此，能够限定各相汇流条21～23的轴向位置。

图5是表示热熔接品26和中性点用汇流条24层叠的状态的立体图，且表示从图3的箭头A方向观看到的状态。

中性点用汇流条24从背面侧(图5中的下侧)安装于像上述那样形成的热熔接品26。此时，中性点用汇流条24的供电用端子24b配置在定位板32的相邻的伸出部32b之间。

由于定位板32的伸出部32b自环状板部32a向背面侧伸出，因此，中性点用汇流条24能够利用由沿着周向设有多个的伸出部32b形成的台阶来限定中性点用母线24的径向位置。

而且，当中性点用汇流条24安装在伸出部32b的内径侧时，通过供电用端子24b嵌合于相邻的伸出部32b之间，能够限定中性点用汇流条24的周向位置。

此外，由于中性点用汇流条24抵接于定位板32的环状板部32a，因此，中性点用汇流条24保持为在轴向上与V相汇流条22分开定位板32的厚度的量的状态。由此，能够限定中性点用汇流条24的轴向位置。

接着，说明制造汇流条单元20的工序。

首先，如图4所示，以销33贯穿于定位孔21d～23d、31c的方式将V相汇流条22、树脂板31、U相汇流条21、树脂板31、W相汇流条23在轴向上按照该顺序层叠在定位板32上。

接着，如图3所示，加热销33的顶端使其熔融变形，形成热铆接部33a。由此，定位板32、V相汇流条22、树脂板31、U相汇流条21、树脂板31以及W相汇流条23利用热熔接被一体固定，完成热熔接品26。

图6和图7是用于说明嵌入成形的剖视图。

嵌入成形是在利用配置在铅垂方向下方的下模41和配置在下模41的上方的上模42夹持图3所示的热熔接品26和中性点用汇流条24的状态下利用绝缘性树脂25一体化的成形法。上模42具有上下贯通上模42且用于注入熔融的绝缘性树脂25的注入孔42a。

在下模41上设有用于支承中性点用汇流条24的环状导电部24a的支承销43。在上模42上设有用于支承作为热熔接品26的上表面的W相汇流条23的环状导电部23a的支承销44。也就是说，中性点用汇流条24和热熔接品26被设置在上模42上的支承销44和设置在下模41上的支承销43从上下夹持。

为了简化说明，在图6和图7中分别只图示了5个下模41的支承销43和上模42的支承销44，但实际上分别设有12个支承销43、44。另外，支承销43、44的数量并不限定于此，既可以是11个以下，也可以是13个以上。

如图6所示，中性点用汇流条24和热熔接品26按照该顺序载置于下模41。此时，既可以在将中性点用汇流条24载置于下模41之后载置热熔接品26，将中性点用汇流条24安装在热熔接品26的定位板32的背面，也可以在将中性点用汇流条24和热熔接品26进行安装之后将其载置于下模41。

接着，如图7所示，将上模42载置并按压在下模41上。由此，能够将热熔接品26和中性点用汇流条24夹持在上模42的支承销和下模41的支承销之间。

在该状态下，从上模42的注入孔42a将熔融的绝缘性树脂25注入到划分形成于上模42和下模41之间的空间内。此时，利用绝缘性树脂25的注入压力特别是在上下方向上对各汇流条21～24作用力，但由于各汇流条21～24隔着树脂板31和定位板32层叠，因此，能够保持汇流条21～24之间的间隙。

当在绝缘性树脂25固化之后拆下上模42和下模41时，完成图2所示的汇流条单元20。

采用以上的实施方式，起到以下所示的效果。

通过将各相汇流条21～23和树脂板31交替地层叠在定位板32上并在定位板32的销33的顶端形成热铆接部33a而形成热熔接品26。由于利用定位板32的销33限定各相汇流条21～23的径向位置和周向位置，利用树脂板31限定各相汇流条21～23的轴向位置，因此，能够容易且更可靠地防止各相汇流条21～23在径向、周向以及轴向上的错位。

而且，由于热熔接品26和中性点用汇流条24利用绝缘性树脂25来嵌入成形，因此，能够更可靠地将热熔接品26和中性点用汇流条24一体固定。

而且，由于热熔接品26通过将各相汇流条21～23和树脂板31交替地层叠在定位板32上并在定位板32的销33的顶端形成热铆接部33a而一体固定，因此，能够防止嵌入成形时由绝缘性树脂25的压力引起各汇流条21～24错位。

而且，由于中性点用汇流条24配置在定位板32的背面且配置在多个伸出部32b的内侧，因此，能够更可靠地将中性点用汇流条24在径向上固定。因而，能够在将热熔接品26和中性点用汇流条24嵌入成形时防止由绝缘性树脂25的压力引起中性点用汇流条24错位。

而且，由于汇流条单元20利用绝缘性树脂25将热熔接品26和中性点用汇流条24嵌入成形仅一次就足矣，因此，与需要嵌入成形2次以上的以往的制造方法相比，能够减少模具、嵌入成形所需要的设备等。因而，能够更加简易且低成本地制造汇流条单元20。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只是表示了本发明的应用例之一，并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构的意思。

例如，在上述实施方式中，将各相汇流条21～23与树脂板31一同层叠于定位板32，但也可以除了层叠各相汇流条21～23之外也同样地层叠中性点用汇流条24。在这种情况下，例如考虑在图4的定位板32和V相汇流条22之间层叠中性点用汇流条24，在中性点用汇流条24和V相汇流条22之间重新层叠树脂板31。由此，不进行利用绝缘性树脂25的嵌入成形就能够制造汇流条单元20。

而且，在上述实施方式中，形成为定位板32的伸出部32b的厚度厚于环状板部32a的厚度，但也可以形成为只是一部分伸出部32b厚于环状板部32a。只要将3个以上伸出部32b形成得较厚，就能够限定中性点用汇流条24的径向位置。

而且，在上述实施方式中，定位板32具有8个销33，但只要能够将各相汇流条21～23的定位孔21d～23d设于能够确保各相汇流条21～23的强度的位置，就也可以将销33的数量设为9个以上或者7个以下。

而且，在上述实施方式中，利用热熔接形成热铆接部33a，但取而代之，也可以利用超声波铆接(超声波熔接)形成热铆接部33a。

而且，在上述实施方式中，例示了利用电力产生动力的马达100，但上述实施方式也可以应用于利用动力产生电力的发电机。

而且，在上述实施方式中，通过加热销33的顶端使其熔融变形而形成热铆接部33a，将定位板32、汇流条21～23以及树脂板31一体固定，但也可以替代热铆接，而设置环状或圆弧状的嵌合构件，通过将嵌合构件嵌合于销的顶端部而将定位板32、汇流条21～23以及树脂板31一体固定。

此外，也可以替代上述热铆接，而通过将销33的顶端部的直径设定得大于各定位孔21d～23d、31c的内径并将销33的顶端部压入到各定位孔21d～23d、31c而将定位板32、汇流条21～23以及树脂板31一体固定。

Claims (9)

1.一种汇流条单元，其中，

该汇流条单元包括：

汇流条，其为多个并层叠地配置，该汇流条具有导电性，并且具有孔部；

绝缘构件，其安装在所述汇流条之间，该绝缘构件具有绝缘性，并且具有孔部；

定位构件，其具有在所述汇流条的层叠方向上突出且贯穿于所述汇流条的孔部和所述绝缘构件的孔部的销，并且由绝缘性树脂形成；以及

固定装置，其设于所述销的顶端部，用于固定所述汇流条和所述绝缘构件，

多个所述汇流条、所述绝缘构件、以及所述定位构件利用绝缘性树脂进行嵌入成形而一体化。

2.根据权利要求1所述的汇流条单元，其中，

所述固定装置是设于所述销的顶端部的热铆接部，

通过所述热铆接部塑性变形，将所述汇流条和所述绝缘构件固定于所述定位构件。

3.根据权利要求1所述的汇流条单元，其中，

所述固定装置是环状或圆弧状的嵌合构件，

通过将所述嵌合构件嵌合于所述销的顶端部，将所述汇流条和所述绝缘构件固定于所述定位构件。

4.根据权利要求1所述的汇流条单元，其中，

所述固定装置是所述销的顶端部，

通过所述销的顶端部被压入到所述汇流条的孔部，将所述汇流条和所述绝缘构件固定于所述定位构件。

5.根据权利要求1所述的汇流条单元，其中，

该汇流条单元具备具有导电性的第二汇流条，

所述定位构件具有设置在与设有所述销的面所在侧相反一侧的面的凸状的限制部，

所述第二汇流条在与所述限制部抵接的状态下利用绝缘性树脂与所述汇流条、所述绝缘构件以及所述定位构件一起进行嵌入成形。

6.根据权利要求5所述的汇流条单元，其中，

所述第二汇流条具有环状的环状导电部和自所述环状导电部沿径向延伸出的供电用端子，

所述定位构件具有在所述汇流条的层叠方向上设置于所述环状的环状导电部的环状的环状绝缘部，

所述限制部具有自所述环状绝缘部沿径向延伸出并且向与设有所述销的面所在侧相反一侧突出的多个突出部，

所述供电用端子嵌合在相邻的所述突出部之间。

7.一种旋转电机，其中，

该旋转电机包括：

权利要求1所述的汇流条单元；

定子；

各相的线圈，其卷装在所述定子上，且一端与所述汇流条连接；以及

中性点用汇流条，其为与所述线圈的另一端连接的第二汇流条。

8.一种汇流条单元的制造方法，该制造方法用于制造具备定位构件的汇流条单元，该定位构件具有突出的销，并且由绝缘性树脂形成，其中，

该汇流条单元制造方法包括以下的工序：

向设于具有导电性的多个汇流条的孔部和设于具有绝缘性的绝缘构件的孔部中插入所述销，同时交替地层叠所述汇流条和所述绝缘构件；

利用设于所述销的顶端部的固定装置将所述汇流条和所述绝缘构件固定于所述定位构件；以及

利用绝缘性树脂将所述汇流条、所述绝缘构件以及所述定位构件嵌入成形。

9.根据权利要求8所述的汇流条单元的制造方法，其中，

该制造方法包括这样的工序：

使具有导电性的第二汇流条与所述定位构件的设置在与设有所述销的面所在侧相反一侧的面的凸状的限制部抵接，

利用绝缘性树脂将所述汇流条、所述绝缘构件以及所述定位构件嵌入成形的所述工序包括将所述第二汇流条嵌入成形。