CN107623396B - 电动助力转向电机的母线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种EPS电机母线，其配置为改善母线的接线端结构以实现定子与母线的简易装配，由此能够增强装配和操作的可靠性，该母线与EPS电机的定子线圈相连，该母线包括：绝缘体，由绝缘材料制成，其形成了母线的主体；下接线端，其向外突出地形成在绝缘体圆周的下侧，并且与定子线圈相连；以及上接线端，其向外突出地形成在绝缘体圆周的上侧，并且与定子线圈相连，由此使母线的接线端分成上接线端和下接线端，从而通过进一步获得了更宽的相互分离间隙而增强了装配和操作稳定性。

Description

电动助力转向电机的母线

本申请是2011年11月7日向中国国家知识产权局提交的申请号为“201110349359.6”、发明名称为“电动助力转向电机的母线”的专利申请的分案申请。

关联申请的交叉引用

本申请基于2010年11月5日提交的韩国申请第10-2010-0109896号和第10-2010-0109900号，并且要求这两个申请的优先权，通过引用，其公开内容全部引入本申请中。

技术领域

本发明涉及一种EPS电机的母线，更具体的是涉及这样一种EPS电机的母线，其配置为改善母线的接线端结构以实现定子与母线之间的简易装配，由此能够增强装配和操作的可靠性。

本发明还涉及一种EPS电机的母线的模具结构，更具体的是涉及这样一种EPS电机的母线的模具结构，其配置为在母线的嵌入成型工序中，通过改善母线的接线端结构来固定接线端的位置，并且精确地保持相互之间的间隙。

背景技术

一般而言，几乎每辆车都采用电动助力转向系统。这种电动助力转向系统根据转向扭矩和转向角度产生助力，从而增强车辆的转向性能。

也就是说，将利用另外的能量辅助车辆转向力的转向系统用于增强车辆的运动稳定性。

常规上，辅助转向设备使用液压，但是出于降低引擎负载、减少重量、增强转向稳定性和快速回复力方面的考虑，近来越来越多地采用这样的电动助力转向(EPS)系统，其适用于将电机的旋转输出经由减速机构传送到转向轴。

EPS系统是这样工作的，电子控制单元(ECU)响应于速度传感器、扭矩角度传感器和扭矩传感器探测到的转向条件来驱动电机，从而增强转向稳定性，并且提供快速回复力，由此驾驶员能够安全地使车辆转向。

EPS系统还是这样工作的，电机辅助用来操纵方向盘的扭矩，从而使驾驶员花费更少的力气便可使车辆转向，其中该电机采用了无刷直流(BLDC)电机。

因为无刷电机易于维护、尺寸小并且能够产生大扭矩，所以BLDC电机已经被越来越多地使用。该BLDC电机是安装有电子整流系统的直流电机，不包括常规直流电机中的那些机械接触部分，例如电刷和整流器。该BLDC电机主要包括定子和转子，其中该定子缠绕有线圈，转子与磁体联接并且通过二者之间的电磁相互作用而旋转。

该定子包括铁芯和线圈，并且近来一般采用呈圆形连接的多个分段式铁芯。

图1是表示EPS电机的定子和母线的透视图。

定子10是固定在电机壳体(未示出)内的部件，以响应于与设置在中空孔中的转子(未示出)的电磁相互作用而产生旋转运动，并且该定子包括铁芯13和缠绕在铁芯13上的线圈11。

如图1所示，车辆中的电机一般使用并联的多个线圈以减少线圈阻抗产生的损失。因此并联的线圈从延伸到了输入和输出接线端，在该输入和输出接线端处实现一体化的连接。为了一体化地连接并联设置的线圈11，将母线20设置在定子10的上侧。

将分别缠绕的线圈11的每个线圈接线端12设置在定子10的上侧，在该处母线20与该线圈接线端12相连。

母线20上牢固地设置有与线圈接线端12电连接并且被绝缘体22绝缘的多个金属材料。母线20基本上采用多纳圈的形状并且相应地设置在定子10的上侧。母线20的边缘设置有用于与线圈接线端12连接的多个接线端21.

图2是由此配置的母线20的侧视图。

图2表示了三相电路，其中每个输入/输出接线端交替并相继地设置于母线20的圆周。

图3是表示现有技术EPS电机的母线的透视图。

母线20基本上采用多纳圈的形状并且相应地设置在定子10的上侧。该母线20的圆周设置有用于与线圈接线端连接的多个接线端21。用于固定接线端21各个位置的绝缘体22使金属接线端21相互绝缘，并且构成了母线20的圆周。

图4是表示不包括绝缘体的图1的母线的透视图。

每个接线端21a、21b、21c、21d表示了三相电路中的不同极性。相同类型的接线端通过环形主体单元12a、12b、12c、12d相互连接。该主体单元依次地并一环套一环地包括第一主体单元12a、第二主体单元12b、第三主体单元12c和第四主体单元12d。

每个主体单元12a、12b、12c、12d采用薄环形状，通过绝缘体22相互绝缘，并固定在某个位置。接线端21a、21b、21c、21d和主体单元12a、12b、12c、12d在狭小空间内相互绝缘。绝缘体22设置在由接线端21a、21b、21c、21d和主体单元12a、12b、12c、12d构成的空间中，并且使接线端21a、21b、21c、21d与主体单元12a、12b、12c、12d相互绝缘。

通过在模具中适当地定位接线端21a、21b、21c、21d和主体单元12a、12b、12c、12d之后注射成型树脂材料，从而形成绝缘体22的形状。

同时，如果在嵌入成型操作过程中接线端之间没有保持预定的间隙，则会在产品中的接线端之间产生介电击穿，从而导致电机不能正常工作和影响操作者安全的缺陷。另一个问题是由于部件之间间隙非常小，并且材料的厚度非常薄，所以不易于实施嵌入成型操作。

再一个问题是，如果按照上述方式设置接线端21，则在线圈接线端21的焊接操作过程中，由于接线端21之间的间隙非常小，会产生空间限制。还有一个问题是，在焊接操作中，由于接线端21之间的间隙非常小，会使得相邻接线端21之间的焊接部分发生不希望的接触，导致难以实现电绝缘。

发明内容

本发明涉及解决上述问题/缺陷，并且本发明的目的在于提供一种EPS电机的母线，其配置为改善母线的接线端结构以实现定子与母线的简易装配，由此达到增强的装配和操作可靠性的优点。

本发明所要解决的技术问题不限于上述说明，本领域技术人员通过以下的说明书可以清楚地理解尚未提及的任何其他技术问题。

在本发明的一个总的方面，提供了一种EPS电机的母线，其与EPS电机的定子线圈相连，该母线包括：绝缘体，其由绝缘材料制成，并且构成母线的主体；下接线端，其向外突出地形成在绝缘体圆周的下侧，并且与定子线圈相连；以及上接线端，其向外突出地形成在绝缘体圆周的上侧，并且与定子线圈相连。

母线的接线端设置在母线的上/下侧，以通过实现接线端之间的宽隔离间隙来增强装配和工作稳定性。

优选的是，在绝缘体的圆周方向上交替设置所述上接线端和下接线端，由此使定子线圈末端的焊接工序变得容易。

优选的是，上接线端和下接线端的末端是环形的，由此能够非常容易地进行装配工序，这是因为能够将定子线圈的末端插入并焊接到该环形接线端中。

优选的是，该绝缘体采用中空圆柱体的形状以对应于定子的上表面，由此能够轻易地使母线与定子联接。

根据本发明这样配置的EPS电机的母线具有以下有益效果，母线的输入/输出接线端是在圆周方向上垂直交替设置的，从而使相互之间的水平间隙变大，并且高效地实现了装配工序。

根据本发明这样配置的EPS电机的母线具有另一个有益效果，焊接工序中发生的不希望的接触变少，从而增强了装配工序的可靠性和工作稳定性。

在本发明的另一个总的方面中，提供了一种EPS电机的母线的模具结构，其包括多个环形主体单元，每个主体单元沿圆周方向分离设置，还包括多个接线端，每个接线端沿着圆周方向从主体单元向外突出弯曲，以及包括将主体单元容纳在其内部的绝缘体，其中该模具结构还包括多个固定销，每个固定销沿轴向形成于模具内部，所述固定销间隔在嵌入成型工艺中主体单元之间所要间隔的距离设置，并且使主体单元的径向位置固定。

由此能够容易地实施该嵌入成型工艺，并且因为接线端的径向位置能够固定，所以使得对母线的精确模制成型成为可能。

优选的是，该固定销设置在接线端的弯曲区域，从而通过限制主体单元和接线端的圆周向运动来固定所述位置。因此，对接线端径向位置的固定能够改善嵌入成型工艺和精确模制该母线的简易度。

优选的是，该固定销包括多个第一销，该多个第一销设置在对应于模具中主体单元之间的最内部间隔的圆周上，还包括多个第二销，该多个第二销设置在与设置第一销的圆周方向分开的圆周上，以及包括多个第三销，该多个第三销设置在与设置第二销的圆周方向分开的圆周上。因此，在制造三相电路的母线工序中，能够改善工作稳定性。

优选的是，该固定销包括多个第一销，该多个第一销设置在对应于模具中主体单元之间的最内部间隔的圆周上，还包括多个第二销，该多个第二销设置在与设置第一销的圆周方向分开的圆周上，以及包括多个第三销，该多个第三销设置在与设置第二销的圆周方向分开的圆周上。因此，在制造三相电路的母线工序中，能够改善工作稳定性。

优选的是，接线端包括设置在绝缘体上圆周表面处的上接线端以及设置在绝缘体下圆周表面处的下接线端，其中该固定销在长度方向上和轴向上延伸以穿过母线的上表面和下表面。因此，即使弯曲接线端结构复杂，也能够在成型工序中使母线精确固定。

根据本发明配置的EPS电机母线有益效果在于，在母线和主体单元的接线端的嵌入成型工序中，能够精确固定径向和圆周位置，由此能够改善该嵌入成型工艺，实现母线的精确成型。

另一个有益效果在于能够提高制造工序的工作效率以改善母线的工作稳定性。

附图说明

附图可以帮助更好地理解本发明并且包含在说明书中作为本申请的一部分，更是与说明书一起阐述了本发明的原理。在附图中：

图1是表示根据现有技术的EPS电机的定子和母线的透视图；

图2是根据现有技术的EPS电机的母线的侧视图；

图3是表示根据现有技术的EPS电机的母线的接线端和主体的透视图；

图4是表示根据现有技术的EPS电机的母线中接线端与绝缘体之间的耦接状态的透视图；

图5是表示根据本发明的EPS电机的母线的透视图；

图6是表示根据本发明的EPS电机的母线的侧视图；

图7是表示根据本发明的用于形成EPS电机的母线的模具的透视图；

图8是表示根据本发明的EPS电机的母线的侧视图；

图9是表示根据本发明的EPS电机的母线的平面图。

具体实施方式

参照以下对示例性实施例的具体说明和附图，可以更容易地理解本发明的优点和特征。为了简明，省略了对于公知功能、配置或结构的具体说明，从而不会由于这些不必要的细节记述而使得说明书不够清楚。因此，本发明不限于以下描述的示例性实施例，也可以以其他形式来实现。在附图中，为了方便可以增大或缩减组件的宽度、长度、厚度等。此外，整个说明书中在对附图进行描述时，相同的元件被赋予相同的附图标记来表示，并且将省略对相同元件的重复说明。

因此，说明书和权利要求书中使用的特定术语和词语的含义不应限于字面或通常采用的含义，而是应当根据使用者或操作者的意图和习惯用法来解释或存在不同含义。因此，特定术语或者词语的定义应当基于整个说明书中的内容。本文中的术语“一”和“一个”不一定表示对数量的限制，而是表示存在至少一个所提及的对象。

本文中使用的术语“基本上”和“大约”为其相应的术语和/或对象之间的关系提供了工业上可接受的容差。所述工业上可接受的容差范围从小于百分之一到百分之十之间，并且对应于但不限于组分值、角度等。

现在，将参照附图具体描述根据本发明示例性实施例的EPS电机的母线。

图5是表示根据本发明的EPS电机的母线的透视图。

该母线200包括形成从外观看到的主体的绝缘体220以及分别与定子线圈(参见图1)相连的多个接线端211、212。绝缘体220采用基本上为中间带孔的圆柱体的形状，即多纳圈的形状。该绝缘体220一般是由绝缘材料制成的注模树脂。

绝缘体220内固定地设置有多个金属部件，每个金属部件连接分别被该绝缘体220电绝缘的输入/输出接线端。所述金属部件向外突出到绝缘体220的圆周，从而与定子线圈连接。

该作为向外突出到绝缘体220圆周的金属接线端的接线端211、212在圆周方向上分离设置，从而使相邻接线端211、212的极性相互交替地形成。然而，如上所述，由于多个接线端211、212设置在狭小空间内，因而会产生多个接线端211、212之间的电接触的问题。

因此，根据本发明的概念，使接线端211、212分离，相对于绝缘体220的圆周分别位于上侧和下侧，从而形成上部接线端211和下部接线端212。在上部接线端211与下部接线端212之间形成分别具有不同极性的一群接线端。

由于上述设置，产生了以下优点，即在圆周方向上使相邻接线端之间的分离间隙增宽到比现有技术大2倍或更多。同时，接线端211、212的每个末端优选形成如图3所示的环形。因此，当从侧面观察时，每个接线端211、212呈现中间带孔的环形，并且如果将定子线圈的顶端插在它们之间，则其优点是可以非常容易地固定和焊接所述位置。

图6时表示根据本发明的EPS电机的母线的侧视图。

如上所述，母线200的接线端211、212相对于绝缘体220的圆周分成了上接线端212和下接线端211。

优选的是，上接线端212与下接线端211是交替形成的，更具体的讲，各个上接线端212设置在各个下接线端211中。根据上述设置，在将母线200与定子的上侧耦接的过程中，使相邻线圈的末端分别与上接线端212和下接线端211相接触。

通过按压、热嵌实(thermal caulking)或者焊接方法实现接线端211、212与线圈末端的接触。一般而言，采用使焊条与接线端面接触的方法。

如果按照以上配置设置接线端211、212，并且使线圈的末端与上接线端212和下接线端211接触，则实施焊接工作以使接线端211、212与线圈末端完全电接触。通过允许焊条与每个接线端面相接触来实现所述焊接工作，其中如果根据本发明的概念来设置接线端，则优点是会为插入焊条提供较大的空间便利。

在圆周方向上设置的上接线端212或下接线端211具有相同的极性。

由此配置的根据本发明的EPS电机的母线，其有益效果在于相比现有技术很大程度上增加了接线端之间的间隔，从而使焊接工作更加容易。由此配置的根据本发明的EPS电机的母线，其另一个有益效果在于实现的焊接空间能够防止不希望的电接触，并且能够增强该EPS电机的工作稳定性。

图7是表示根据本发明的用于形成EPS电机母线的模具的透视图，图8是表示根据本发明的由模具结构形成的EPS电机母线的透视图。

母线200包括形成从外观看到的主体的绝缘体220以及多个接线端21a、21b、21c、21d，每个接线端与定子线圈(参见图1)相连。绝缘体220呈现基本上为中间带孔的圆柱体的形状，即多纳圈的形状。该绝缘体220一般为在模具400中由绝缘材料制成的注模树脂。

绝缘体220内固定地设置有多个金属部件，每个金属部件连接分别被该绝缘体220电绝缘的输入/输出接线端。所述金属部件突出到绝缘体220的圆周上，从而与定子线圈连接。

由金属导电材料制成的所述接线端包括形成在绝缘体220内部和外部的环形主体单元12a、12b、12c、12d以及接线端211a、211b、211c、211d。每个金属薄片的主体单元12a、12b、12c、12d形成了同心轴，并且在径向上分离设置，使得一个主体单元环绕着另一个主体单元。此外，每个接线端211a、211b、211c、211d沿着圆周方向从每个主体单元12a、12b、12c、12d延伸、向外突出地形成在绝缘体220的外部并且与定子的线圈电连接。

每个接线端211a、211b、211c、211d的极性沿着圆周方向交替设置。接线端211a、211b、211c、211d可以设置在相同平面上，但该接线端211a、211b、211c、211d也可以相对于绝缘体220的圆周分离地形成为上接线端11a、11b、11c和下接线端11d。在这种情况下，可以获得的接线端211a、211b、211c、211d之间的分离间隙比设置在相同平面上的接线端211a、211b、211c、211d之间的分离间隙要宽，使得焊接工作更容易并且能够增强工作可靠性。

同时，主体单元12a、12b、12c、12d中的每一个沿着圆周方向与其他主体单元同心地间隔设置，并且在模具400中位置固定，以及在树脂嵌入成型工序中嵌入成型，在此过程中，如已经注意到地，在位置固定方面会出现问题。

因此，优选的是将固定销(未示出)设置在模具400内。

该固定销设置成保持环形主体单元12a、12b、12c、12d之间的间隙，并且可以理解，可以根据主体单元12a、12b、12c、12d的工作环境和设置来选择确定该固定销的数量和固定销的设置。

此外，固定销是沿着母线200的轴向形成的基本上为圆柱形的固定部件。优选的是利用金属材料制成该固定销，其在模具中沿轴向，即垂直向设置，并穿入设置在主体单元12a、12b、12c、12d之间的间隙中。然而，还应当理解，可以沿轴向形成具有预定长度的固定销，该长度足以在无需穿透整个主体单元的情况下固定所述位置。

更具体的讲，该固定销在从模具400内到外的方向依次包括设置在最内侧的第一主体单元12a与相邻的第二主体单元12b之间的第一销(未示出)，设置在第二主体单元与第三主体单元12c之间的第二销(未示出，)以及设置在第三主体单元12c与第四主体单元12d之间的第三销(未示出)。

该第一、第二和第三销是设置在相同圆周上的多个固定销，并且对于第一、第二和第三销中每一类，设置不只三个或更多的销用于固定主体单元12a、12b、12c、12d的位置。

此外，接线端211a、211b、211c、211d中的每一个从环形主体单元12a、12b、12c、12d向外周方向突出地弯曲，使得所述固定销设置在接线端211a、211b、211c、211d的弯曲位置上，以固定接线端211a、211b、211c、211d之间的间隙。因此，优选由弯曲位置的数量来确定固定销的数量。

应当注意，本发明的有益效果在于，在模具400中依次设置主体单元12a、12b、12c、12d能够适当保持主体单元12a、12b、12c、12d之间的间隙，并且能够在嵌入成型工序中精确定位接线端211a、211b、211c、211d之间的间隙。

图8是表示EPS电机的母线的侧视图，其中根据本发明在嵌入成型工序中由于该固定销使得绝缘体中形成了销孔，图9是从上表面观察的结果的平面图。

如上所述，模具400的第一销对应于绝缘体的第一销孔31a，第二销对应于第二销孔31b，并且第三销对应于第三销孔31c。

如图所示，设置在三个圆周上的销孔31a、31b、31c恰当地位于主体单元12a、12b、12c、12d的分离区域和接线端211a、211b、211c、211d的弯曲单元的位置上。

因此，由于位于接线端211a、211b、211c、211d的弯曲单元处而限制主体单元12a、12b、12c、12d的径向运动和圆周运动的制动功能能够最终防止接线端211a、211b、211c、211d之间发生不希望的电连接，从而增强制造工序的稳定性以及同时保证电机工作可靠性。

尽管参照多个示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本领域技术人员能够预见落入本发明原理的精神和范围内的许多其他修改和实施例。更特别的是，在本说明书、附图和权利要求书的范围内可以对主体组合设置的组成部件和/或设置进行各种变化和修改。

Claims (11)

1.一种EPS电机的母线，包括：

绝缘体，由绝缘材料制成；

多个主体单元，设置在所述绝缘体内部，每个主体单元与其他主体单元间隔开；以及

多个接线端，从所述主体单元延伸并且形成为从所述绝缘体的外表面突出，其中，

所述多个主体单元包括第一主体单元、第二主体单元和第三主体单元，并且其中，

所述多个接线端包括从所述绝缘体的所述外表面突出的第一接线端、第二接线端和第三接线端，

基于所述绝缘体的底面，所述第一接线端的上表面、所述第二接线端的上表面和所述第三接线端的最上面的上表面在突出位置处的各高度不同，

所述第一接线端、所述第二接线端和所述第三接线端在垂直方向上不重叠，

所述第一接线端从所述第一主体单元延伸，所述第二接线端从所述第二主体单元延伸，并且所述第三接线端从所述第三主体单元延伸，

所述绝缘体包括形成在所述绝缘体的上表面处的销孔。

2.根据权利要求1所述的母线，其中，所述销孔的数量对应于所述多个接线端被弯曲处的位置的数量。

3.根据权利要求1所述的母线，其中，所述销孔沿所述绝缘体的轴向形成。

4.根据权利要求1所述的母线，其中，每个接线端的末端采用环形的形状。

5.根据权利要求1所述的母线，其中，所述绝缘体采用中空圆柱体的形状。

6.根据权利要求1所述的母线，其中，所述多个主体单元中的每一个形成同心轴。

7.根据权利要求6所述的母线，其中，所述多个主体单元中的每一个沿着圆周方向彼此间隔设置。

8.根据权利要求1所述的母线，其中，所述主体单元形成有金属薄片。

9.根据权利要求1所述的母线，其中，所述多个接线端中的在圆周方向上设置的相邻接线端中的每一个具有相同的极性。

10.根据权利要求1所述的母线，其中，在所述多个接线端中的相邻接线端中的每一个具有互不相同的极性。

11.根据权利要求1所述的母线，其中，形成有所述销孔的位置形成在与所述接线端的弯曲位置对应的位置处。

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