CN110383646A - 供电单元和旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种供电单元和旋转电机，针对具有多个供电体(11)和树脂保持部(21)的供电单元(1)，在其树脂保持部(21)上设置包围供电体的周围的外部侧保护部(22)和连结相邻的两个外部侧保护部的连结部(23)，将连结部(23)的厚度尺寸L(23)设定为与外部侧保护部(22)的厚度尺寸L(22)相同，据此，能够降低热应力的影响，其中，所述多个供电体(11)与构成按多个相位中的每个相位卷绕的线圈(106)的各个导体(107)电连接；所述树脂保持部(21)由树脂材料构成，用于将多个供电体(11)连结保持为一体。

Description

供电单元和旋转电机

技术领域

本发明涉及一种将旋转电机的各相线圈(coil)与外部进行连接的供电单元和具有供电单元的旋转电机。

背景技术

在旋转电机中，各相的线圈上连接有引出线，通过引出线使外部与各相的线圈之间进行电功率的供给接收(电功率传输)。

例如，在专利文献1中，公开了一种通过嵌件成型(insert molding)来使与各相对应的引出线一体化的结构。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2015-133873号

发明内容

【发明所要解决的技术问题】

然而，在专利文献1的供电单元中，存在以下问题：在进行成型时，树脂的热变形显著，而难以提高端子顶端部分的位置精度。

另外，由于在运转旋转电机时产生的热所引起的应力，存在着在树脂部分产生裂缝的担忧。

本发明是鉴于上述的问题点而作出的，其目的在于，提供一种能够降低热应力的影响的供电单元。

【用于解决技术问题的技术方案】

为了实现上述目的，本发明所涉及的供电单元的特征在于，具有多个供电体和树脂保持部，其中，所述多个供电体与构成按多个相位中的每个相位卷绕的线圈的各个导体电连接；所述树脂保持部由树脂材料构成，用于将多个该供电体连结保持为一体，该树脂保持部具有：外部侧保护部，其包围该供电体的周围；和连结部，其连结相邻的两个该外部侧保护部，该连结部的厚度尺寸被设定为与该外部侧保护部的树脂的厚度尺寸相同。

【发明效果】

根据本发明，能够提供一种可降低热应力的影响的供电单元。

附图说明

图1是表示一实施方式所涉及的旋转电机的剖视图。

图2是表示一实施方式所涉及的供电单元的立体图。

图3是从旋转电机的外周侧观察一实施方式的供电体的立体图。

图4是表示图3的A部的主要部分放大图。

图5是沿着图4的V-V的剖视图。

图6是表示第一其他方式的树脂保持部的主要部分放大图。

图7是表示第二其他方式的树脂保持部的主要部分放大图。

图8是表示第三其他方式的树脂保持部的主要部分放大图。

具体实施方式

参照附图，详细地说明本发明的一实施方式。此外，在说明中对相同结构要素标注相同的标记，并省略重复的说明。

图1是表示包含本实施方式所涉及的供电单元的旋转电机101的整体结构的概略结构图(剖视图)。旋转电机101例如被搭载于混合动力汽车、电动汽车等车辆上，在从外部被供电的情况下，作为行驶用马达发挥作用，在再生制动时，作为发电机发挥作用。

此外，本发明的供电单元并不限于车辆用的旋转电机101，也能够应用于固定式的马达、其他用途的马达以及发电机。

另外，说明中的上下表示图示中的上下，并不是表示在旋转电机101被组装于车辆的状态下的上下。

如图1所示，旋转电机101具有外壳102、转子103和定子104。

外壳102具有两端被封闭而成的大致圆筒形状，在其内部形成圆柱状的空间。

转子103以可旋转的方式被轴支承于外壳102的轴心部。

定子104如图2所示具有筒形状，如图1所示，在筒内配置有转子103。并且，如图2所示，定子104具有定子铁芯105和被安装在定子铁芯105上的线圈106。

定子铁芯105具有筒状的铁芯主体和齿，且呈大致筒形状。

铁芯主体通过嵌合等被固定于外壳102的筒内。

齿为从铁芯主体的内周面朝径向内侧，以规定的间隔呈梳齿状突出的突起。并且，在周向上相邻的齿间的间隙被设定为槽。

槽在轴向上贯穿定子铁芯105，且贯插有构成线圈106的导体107。

如图2所示，线圈106是针对U相、V相、W相的三个相位，分布卷绕导体107而成的三相线圈。此外，本实施方式的各相的线圈106通过将对应的多个分段线圈(segment coil)106彼此连接而形成。

在规定的槽中插入导体107，并且使各分段线圈106卷绕于定子铁芯105。然后，通过TIG焊接、激光焊接等，将同相的分段线圈106彼此在轴向的一方上接合于定子铁芯105。

此外，可以适当改变线圈106的结构。例如，线圈106并不限于分段线圈106，也可以通过在齿上卷绕等集中卷绕的方法来安装于定子铁芯105上。

另外，如图2所示，在定子104上配置有本发明的供电单元1，该供电单元1对线圈106与外部电路(未图示)进行电连接。

如图2、图3所示，供电单元1具有：三个供电体11，其与U相、V相、W相的各相位相对应；和树脂保持部21，其将供电体11连结保持为一体。

各供电体11由通过对金属(例如，铜)等具有导电性的板材实施板金加工而形成立体形状的汇流条构成。而且，各供电体11将其各部设定为线圈侧端子12、外部侧端子13和供电主体14。

线圈侧端子12以能够与构成对应的相位的线圈106的导体107连接的方式沿着定子104的外周配置。

外部侧端子13以能够与另外设定在旋转电机101的外部的外部电路(未图示)所具有的端子台(未图示)连接的方式被配置。

供电主体14以不与其他相位的供电体11接触而将与线圈106连接的线圈侧端子12和与端子台连接的外部侧端子13连结起来的方式，通过按每一供电体11而不同的形状来布设。并且，如图3所示，供电主体14由弯曲部14a、引出部14b、转向部14c和延伸部14d构成。

弯曲部14a的内侧端与线圈侧端子12连结，沿着定子104的外周配置。

引出部14b与弯曲部14a的外侧端连结，并向旋转电机101的径向外侧延伸出。另外，引出部14b以使三相的各引出部14b彼此大致等间隔，并且大致平行的方式，来设定与弯曲部14a的角度。

转向部14c的内侧端与引出部14b的外侧端连结，且以三相的各汇流条的板面在同一平面上排列的方式，改变方向(参照图2、图3)。

延伸部14d以汇流条的板面的方向保持与转向部14c的板面相同的方向，沿旋转电机101的轴向X(图2中的上下方向)延伸，来连接转向部14c与外部侧端子13。

此外，供电主体14并不限定于由汇流条构成的导体，也可以由各种形式的导体构成。例如，可以捆扎多根圆形截面的导线来构成供电主体14。而且，在使用这种导线的情况下，也能得到与使用汇流条的情况相同的作用效果。

另外，如图3所示，供电主体14与线圈侧端子12的连结部分被线圈侧保护部31覆盖。

线圈侧保护部31通过在供电主体14上成型PPS树脂(Poly Phenylene Sulfide：聚苯硫醚)而形成。线圈侧保护部31为了不使作为引出线的供电体11与定子铁芯105和线圈106等不小心接触，而对线圈侧端子12与供电主体14的连结部分进行保护。因此，线圈侧保护部31的各部分的尺寸和原材料被设定为不会由于施加于供电体11的电压而产生火花放电、短路等。

树脂保持部21通过由PPS树脂进行成型而形成。另外，树脂保持部21以如下方式连结，即将三相的各线圈侧端子12保持在可与规定的导体107连接的位置上，并且与端子台(未图示)的位置相匹配，来保持三相的各外部侧端子13的位置。并且，如图4所示，树脂保持部21由外部侧保护部22和连结部23构成。

外部侧保护部22以包围转向部14c和其两端的部分(与引出部14b的连结部分、与延伸部14d的连结部分)的周围的方式被成型。

如图5所示，连结部23从一方的外部侧保护部22a的引出部14b的板面部分大致垂直地突出，与相邻的另一方的外部侧保护部22b的端缘连结。即，连结部23在相邻的供电体11的一方的引出部14b与另一方的转向部14c之间，以最短距离进行连结。另外，连结部23的厚度尺寸L23(厚度)被设定为与外部侧保护部22的厚度尺寸L22相同。

另外，如图4所示，连结部23在面向该端子台的表面的上缘、下缘和中央的三个部位，立设有从一方的外部侧保护部22a向另一方的外部侧保护部22b延伸的板状的加强肋24。

加强肋24的厚度尺寸L24被设定为与连结部23的厚度尺寸L23相同。

这样，连结部23的板厚被设定为规定的尺寸，同时从引出部14b的板面部分大致垂直地突出，来连结相邻的供电体11，并且通过设置加强肋24，在相邻的两个外部侧保护部22a、22b之间，形成面向端子台的凹处25(凹部)。

另外，如图4所示，沿厚度方向贯穿的通孔26在上缘的加强肋24a和下缘的加强肋24c上开口。

通孔26在加强肋24的部位(外部侧保护部22、连结部23和加强肋24相交的部位)开口，其中，该加强肋24位于凹处25的最靠里的部位。并且，通孔26作为排出孔和通气孔发挥作用。

作为排出孔的通孔26用于使积存于凹处25的水、ATF(Automatic TransmissionFluid：自动变速器流体)等流经通孔26，而从凹处25排出。

另外，作为通气孔的通孔26用于向凹处25内送气，将积存于凹处25的水、ATF等从凹处25的开口部分排出。

此外，由于通孔26被设定在成为连结部23的基部的、凹处25的最靠里的部位，因此，能够将积存于凹处25的水、ATF等不残留地高效地排出。

另外，针对凹槽25的连接外部侧保护部22与连结部23的角部分、连接连结部23和加强肋24的角部分、连接加强肋24和外部侧保护部22的角部分的所有角部分，设定有用曲面对连接部分进行接合的角R27。而且，各角R27的曲率半径被设定为0.3mm以上。

通过在连接部分设定这样的角R27，缓和了凹处25的角部在成型时的应力集中，降低了模具的磨损。

接着，说明本实施方式所涉及的供电单元1的作用效果。

在本实施方式的供电单元1中，连结三相的各供电体11并将其保持为一体的树脂保持部21具有：外部侧保护部22，其包围各供电体11的周围；和连结部23，其连结相邻的两个外部侧保护部22(参照图4、图5)。并且，连结部23的厚度尺寸L23(厚度)被设定为与外部侧保护部22的树脂的厚度尺寸L22(厚度)相同。

据此，在对树脂保持部21进行成型时，降低了因树脂的厚度的区别而导致的热收缩量的差异，因此能够提高端子顶端部分的位置精度。

另外，通过使树脂的厚度均匀，能够降低因在运转旋转电机101时产生的热而引起的变形和热应力，从而减小产生裂缝的担忧。

据此，提高了树脂保持部21的耐热冲击性。

并且，由于树脂保持部21为能够通过一次成型工序来成型的结构(一次成型结构)，因此，与需要二次成型工序的结构(二次成型结构)相比，能够缩减制造工时。

据此，能够缩减制造成本。

并且，在二次成型结构的情况下，由于老化，会在第一次成型与第二次成型的接缝(分型线：Parting line)上产生裂缝，存在水从该裂缝侵入的担忧，从而难以长期确保绝缘性。

与此相对，由于本实施方式的树脂保持部21为一次成型结构，因此不会产生分型线。

据此，能够长期确保充分的绝缘性。

另外，在本实施方式的供电单元1中，在连结部23的上缘、中央和下缘的三个部位立设有加强肋24(参照图4)。

据此，能够提高连结部23的刚性，抑制供电单元1在旋转电机101振动时的变形。

另外，通过提高连结部23的刚性，在操作供电单元1时，不需要特别注意而能够提高作业性。

另外，加强肋24被设定为其厚度与连结部23的厚度相同。

据此，能够抑制因设置加强肋24而引起在成型时由于树脂的热收缩而导致的端子顶端部分的位置精度的下降，并且提高连结部23的刚性。

在本实施方式的供电单元1中，作为排出孔和通气孔而发挥作用的通孔26在上缘的加强肋24a和下缘的加强肋24c上开口。

据此，由于能够迅速地排出积存于凹处25的水、ATF等，因此能够抑制供电单元1的劣化。

另外，当在凹处25中积存有ATF时，由于在变速箱(未图示)内进行循环的ATF减少，因此担忧会有变速器(Transmission)的润滑不良和冷却不足等不良影响。

但是，通过设置通孔26，能够将凹处25内的ATF迅速地排出，因此能够消除这些不良影响。

在本实施方式的供电单元1中，在凹处25的角部设定角R27(参照图4)。

据此，由于成型时的热冲击对角部产生的应力集中被缓和，因此能够抑制模具的磨损。

以上，参照附图详细地说明了本发明的一实施方式，但本发明并不限定于这种方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行变更。

例如，在所述的供电单元1中，并不限定于在连结部23的上缘、中央和下缘的三个部位，立设有加强肋24的这样的结构。只要能够充分地确保连结部23的刚性，便能够减少加强肋的数量。

因此，可以呈现如下各种方式，即在连结部23的上缘和下缘的两个部位，立设加强肋24(24a、24c)的第一其他方式(参照图6)，在连结部23的中央的一个部位，立设加强肋24(24b)的第二其他方式(参照图7)和完全不具有加强肋24的第三其他方式(图8参照)。

此外，在第一其他方式中，虽然未在加强肋24(24a、24b)上设置有通孔，但由于凹处25a的容积大于所述实施方式的凹处25的容积，存在积存于凹处25a中的水、ATF等的量会变多的担忧，因此优选设置通孔。

另外，在第二其他方式中，由于凹处25b的形状为难以积存水、ATF等的形状，因此不需要通孔。

并且，在第三其他方式中，由于不会在凹处25c中积存水、ATF等，因此不需要通孔。

据此，在第二其他方式～第三其他方式中，由于不需要通孔，因此能够简化模具，从而能够减少制造成本。

此外，在本实施方式中，虽然加强肋24从连结部23的表面垂直地立设，但并不限定于这种结构。

例如，可以构成为增大中央的加强肋24b、下缘的加强肋24c的拔模斜度(使基部厚而顶端薄)，在垂直地立设的状态下使向上的面更向下方倾斜。

通过设定为这种结构，能够抑制凹处部分的积液。

【附图标记说明】

11：供电体；21：树脂保持部；22：外部侧保护部；23：连结部；24：加强肋；26：通孔；27：角R；106：线圈；107：导体；L22：外部侧保护部22的厚度尺寸；L23：连结部23的厚度尺寸。

Claims (5)

1.一种供电单元，其特征在于，具有多个供电体和树脂保持部，其中，

多个所述供电体与构成按多个相位中的每个相位卷绕的线圈的各个导体电连接；

所述树脂保持部由树脂材料构成，用于将多个所述供电体连结保持为一体，

所述树脂保持部具有：包围所述供电体的周围的外部侧保护部；和连结相邻的两个所述外部侧保护部的连结部，

所述连结部的厚度尺寸被设定为与所述外部侧保护部的树脂的厚度尺寸相同。

2.根据权利要求1所述的供电单元，其特征在于，

在所述连结部的表面上立设有以连结相邻的两个所述外部侧保护部的方式延伸的板状的加强肋。

3.根据权利要求2所述的供电单元，其特征在于，

在所述加强肋上沿厚度方向贯穿的通孔开口。

4.根据权利要求2或3所述的供电单元，其特征在于，

对连接所述外部侧保护部与所述连结部的角部分、连接所述连结部与所述加强肋的角部分、和连接所述加强肋与所述外部侧保护部的角部分中的至少任一角部分，设置有用曲面对连接部分进行接合的角R。

5.一种旋转电机，其特征在于，具有权利要求1～4中任一项所述的供电单元。