CN111009997B - 马达以及电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马达以及电动车辆。该马达具备:以上下延伸的中心轴为中心而旋转的转子;在径向上与转子对置并且具有多个线圈的定子;配置于比定子靠轴向下方并与线圈的引出线连接的母线;在轴向上与母线的至少一部分空开间隙地配置的布线基板;安装于布线基板的与母线对置的面的温度检测部;以及配置于母线与温度检测部之间并与母线及温度检测部接触的绝缘部件。
Description
技术领域
本发明涉及马达以及电动车辆。
背景技术
日本特开2014-45534所公开的旋转电机具备作为向各绕组供电的引线的供电线、和检测绕组的温度的绕组温度检测机构。而且,绕组温度检测机构与供电线接触来检测供电线的温度。绕组温度检测机构与电子控制装置连接,电子控制装置根据供电线的温度来管理绕组的温度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-45534号公报
发明内容
发明所要解决的课题
由于供电线是引线,所以位置容易变化,从而供电线与绕组温度检测机构的接触难以稳定。因此,在日本特开2014-45534所公开的旋转电机中,绕组温度检测机构由固定于定子的传感器支架保持。即,需要用于使绕组温度检测机构与供电线接触的传感器支架,部件件数变多,并且组装工时变多。
本发明提供结构简单并且高精度地检测用于推断线圈的温度的数据的技术。
用于解决课题的方案
本发明示例的马达具备:转子,其以上下延伸的中心轴为中心而旋转;定子,其在径向上与上述转子对置,并且具有多个线圈;母线,其配置于比上述定子靠轴向下方,并与上述线圈的引出线连接;布线基板,其在轴向上与上述母线的至少一部分空开间隙地配置;温度检测部,其安装于上述布线基板的与上述母线对置的面;以及绝缘部件,其配置于上述母线与上述温度检测部之间,并与上述母线及上述温度检测部接触。
本发明示例的电动车辆具备上述马达、以及向上述马达供电的电源部。
发明的效果如下。
根据示例的本发明,结构简单并且能够高精度地检测用于推断线圈的温度的数据。
附图说明
图1是本发明的实施方式的电动车辆的简图。
图2是马达的纵剖视图。
图3是示出图2所示的马达的主要部分的立体图。
图4是转子的立体图。
图5是定子的立体图。
图6是示出线圈的接线状态的简要回路图。
图7是供电侧母线及中性点侧母线的立体图。
图8是图7所示的供电侧母线及中性点侧母线由树脂部覆盖的状态的立体图。
图9是示出定子与母线的位置的立体图。
图10是将温度检测部的附近放大的放大剖视图。
图11是将变形例的马达的温度检测部的附近放大的放大剖视图。
图中:
1—马达,1b—马达,2—转子,21—轴,22—转子铁芯,221—轴贯通孔,222—磁体装配部,23—磁体片,3—定子,31—定子铁芯,311—铁芯背部,312—齿部,32—绝缘子,33—线圈,331—供电侧引出线,332—中性点侧引出线,33u—U相线圈,33v—V相线圈,33w—W相线圈,34—线圈单元,34u—U相线圈单元,34v—V相线圈单元,34w—W相线圈单元,4—母线,41—供电侧母线,410—供电侧主体部,411—供电线连接部,412—供电侧引出线连接部,413—折回部,41u—U相供电侧母线,41v—V相供电侧母线,41w—W相供电侧母线,42—中性点侧母线,420—中性点侧主体部,421—中性点侧引出线连接部,422—检温部,423—台阶部,424—折回部,42b—中性点侧母线,43—树脂部,431—连接用贯通孔,432—基板保持部,432b—基板保持部,5—布线基板,51—位置检测部,52—固定件,5b—布线基板,51b—位置检测部,511b—插头,6—温度检测部,6b—温度检测部,7—绝缘部件,8—马达壳体,81—壳体主体部,810—盖部,811—上侧轴承收纳部,812—供电孔,82—壳体罩,821—下侧轴承收纳部,83—环部件,82p—筒状部,82t—平板部,100—电动车辆,101—车身,102—车轮,102f—前轮,102r—后轮,103—动力传递部,104—辅助动力部,105—电源部,106—旋转轴,107—曲柄,108—踏板,110—把手,111—鞍座,Br—轴承,C—中心轴,Y1—第一接线单元,Y2—第二接线单元。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明示例的实施方式进行详细说明。本说明书中,当说明马达1及电动车辆100时,将与图2所示的马达1的中心轴C平行的方向称作“轴向”,将与马达1的中心轴C正交的方向称作“径向”,并将沿以马达1的中心轴C为中心的圆弧的方向称作“周向”。并且,在沿轴向的方向上定义“上方”及“下方”。此外,以下的说明中的上下的记载是为了使说明变得容易而定义的,与马达1的实际使用状态不一定一致。
〈1.电动车辆〉
图1是本发明的实施方式的电动车辆的简图。在本实施方式中,电动车辆100是辅助使用者踩踏踏板108的力的电动辅助自行车。如图1所示,电动车辆100具备车身101、2个车轮102、动力传递部103、辅助动力部104、以及电源部105。
车身101包括把手110和鞍座111。2个车轮102、动力传递部103、辅助动力部104以及电源部105安装于车身101。2个车轮102中,前轮102f安装于车身101的前部,后轮102r安装于后部。动力传递部103与后轮102r连接。
动力传递部103具备旋转轴106、曲柄107、以及踏板108。并且,动力传递部103还包括安装于旋转轴106的驱动齿轮、安装于后轮102r的从动齿轮、以及连结驱动齿轮与从动齿轮的链条(均未图示)。旋转轴106能够旋转地安装于车身101。曲柄107固定于旋转轴106。另外,踏板108能够旋转地安装于曲柄107的前端。
并且,辅助动力部104安装于动力传递部103。在辅助动力部104的内部具备马达1。并且,辅助动力部104具备将来自马达1的轴2(参照图2)的输出传递至旋转轴106的传递部(未图示)。辅助动力部104辅助使用者踩踏踏板108的力,对旋转轴106赋予力。此外,在本实施方式中,辅助动力部104对旋转轴106赋予力,但不限定于此。除此以外,例如还能够举出对动力传递部103的链条赋予动力的结构、对前轮102f及后轮102r的至少一个赋予动力的结构等。即,作为辅助动力部104,可广泛地采用能够辅助由使用者的力产生的车轮的旋转的结构。
电源部105安装于车身101。电源部105经由未图示的布线而与辅助动力部104连接。电源部105向辅助动力部104的马达1供给电力。即,电动车辆100具备马达1、和向马达1供给电力的电源部105。
在电动车辆100运转时,使用者跨坐在鞍座111上,握持把手110,用脚踩踏踏板108。踩踏踏板108的力经由曲柄107传递至旋转轴106。由此,对旋转轴106作用旋转方向的力,从而旋转轴106旋转。对旋转轴106作用的力由动力传递部103传递至后轮102r。
而且,辅助动力部104根据需要来驱动马达1,将来自马达1的动力传递至旋转轴106。由此,利用来自马达1的动力来辅助使用者踩踏踏板108的力。
〈2.马达1〉
图2是马达1的纵剖视图。图3是示出图2所示的马达1的主要部分的立体图。如图2所示,马达1具备转子2、定子3、母线4、布线基板5、温度检测部6、以及绝缘部件7。并且,马达1还具备马达壳体8。
〈2.1关于转子2〉
图4是转子2的立体图。转子2绕上下延伸的中心轴C旋转。转子2具备轴21、转子铁芯22、以及磁体片23。
轴21以上下延伸的中心轴C作为中心。轴21经由轴承Br(参照图2)而能够旋转地保持于马达壳体8的下述的壳体主体部81及壳体罩82。轴21在形成于壳体罩82的下述的下侧轴承收纳部821(参照图2)贯通。轴21例如是由金属构成的柱状的部件。但是,轴21不限定于柱状,例如也可以呈筒状等与柱状不同的形状。轴21也可以由金属以外的材料构成。
转子铁芯22固定于轴21。如图2、图4等所示,转子铁芯22例如在轴向上层叠电磁钢板来构成,但不限定于此。例如也可以是树脂的成形体。转子铁芯22具备轴贯通孔221和磁体装配部222。
轴贯通孔221是在转子铁芯22的中央处沿中心轴C延伸的贯通孔。在本实施方式中,轴21被压入到轴贯通孔221内,从而轴21直接固定于转子铁芯22。此外,轴21相对于转子铁芯22的固定不限定于压入,也能够采用粘接、焊接等固定方法。
在转子铁芯22具备多个(在本实施方式的马达1中为14个)磁体装配部222,并且磁体装配部222在周向上等间隔地配置。磁体装配部222是贯通孔。磁体片23固定于磁体装配部222的内部。此外,磁体装配部222如果能够固定磁体片23则也可以不是贯通孔。磁体片23具备14个。即,转子2为14极。
转子2也可以使用对磁性体的筒体交替地磁化N极和S极而成的磁体片,来代替具备转子铁芯22和保持于转子铁芯22的多个磁体片23的结构。
〈2.2关于轴承Br〉
图2中,轴承Br将轴21支撑为能够旋转。在本实施方式中,马达1具备2个轴承Br。一个轴承Br对轴21的比转子铁芯22靠轴向上方的位置进行保持。另一个轴承Br对轴21的比转子铁芯22靠轴向下方的位置进行保持。在本实施方式中,轴承Br是滚珠轴承。轴21固定于轴承Br的内圈。轴承Br的外圈固定于马达壳体8。可以根据本实施方式的结构来变更轴承Br的个数及种类。
〈2.3关于定子3〉
图5是定子3的立体图。如图2、图3所示,定子3在径向上与转子2对置。在本实施方式中,定子3配置于转子2的径向外侧。也就是说,本实施方式的马达1是转子2配置于定子3的径向内侧的内转子型马达。但是,马达1也可以是转子2配置于定子3的径向外侧的外转子型马达。
定子3是根据驱动电流来产生磁通的电枢。如图5所示,定子3具备定子铁芯31、绝缘子32、以及多个线圈33。
定子铁芯31是磁性体。定子铁芯31例如在轴向上层叠电磁钢板来构成。定子铁芯31具备圆环状的铁芯背部311和12个齿部312。此外,齿部312不限定于12个,但由于是如在下文中那样供给3个系统的相位不同的电流的结构,所以个数是3的倍数。12个齿部312从铁芯背部311朝向径向内侧突出。而且,各齿部312在径向上与转子2的径向外表面对置。
绝缘子32是绝缘体。绝缘子32的材料例如使用树脂。绝缘子32覆盖定子铁芯31的至少一部分(例如齿部312)。
线圈33通过经由绝缘子32在齿部312卷绕导线来构成。此处,定子3具备12个线圈33。马达1是直流无刷马达。因此,向定子3所具备的12个线圈33供给相位不同的3个系统(以下为三相)的电流。该三相分别是U相、V相、W相。也就是说,定子3具备4个U相线圈33u、4个V相线圈33v以及4个W相线圈33w。即,定子3在径向上与转子2对置,并具有多个线圈33。
此处,参照附图对线圈的接线进行说明。图6是示出线圈33的接线状态的简要回路图。如图6所示,定子3中,串联地连接2个U相线圈33u来作为U相线圈单元34u。由于定子3具备4个U相线圈33u,所以具备2个U相线圈单元34u。同样,定子3具备2个串联地连接2个V相线圈33v而成的V相线圈单元34v。定子3具备2个串联地连接2个W相线圈33w而成的W相线圈单元34w。此外,以下的说明中,在不需要区分三相地说明的情况下,仅以线圈33或者线圈单元34进行说明。并且,本实施方式中,各线圈单元34串联地连接相同相的线圈33,但也可以并联地连接。
定子3中,对U相线圈单元34u、V相线圈单元34v以及W相线圈单元34w呈星形接线,构成接线单元。定子3具备2个接线单元。此外,2个接线单元是第一接线单元Y1及第二接线单元Y2。第一接线单元Y1和第二接线单元Y2是等效回路。
各线圈单元34分别具备被供电的一侧的引出线(以下为供电侧引出线331)和中性点侧的引出线(以下为中性点侧引出线332)。供电侧引出线331是与中性点侧的线圈33相反的一侧的线圈33的导线的端部。并且,中性点侧引出线332是中性点侧的线圈33的导线的端部。
〈2.4马达壳体8〉
如图2所示,马达壳体8内置转子铁芯22及定子3。详细而言,马达壳体8具备壳体主体部81和壳体罩82。壳体主体部81在轴向上部具有盖部810,并呈向轴向下方开口的有盖圆筒状。转子铁芯22、定子3、母线4、布线基板5、温度检测部6以及绝缘部件7收纳在壳体主体部81内。在壳体主体部81的盖部810的中央部设有向轴向上方突出的上侧轴承收纳部811。在上侧轴承收纳部811内收纳有配置于转子铁芯22的轴向上方的轴承Br。轴21由收纳在上侧轴承收纳部811内的轴承Br以能够旋转的方式保持于壳体主体部81。
并且,壳体主体部81的盖部810具备在轴向上贯通的供电孔812。供电孔812形成于在轴向上与母线4的下述的供电侧母线41(参照图7)重叠的位置。供电孔812供用于供给从该马达1的外部向供电侧母线41供给的电流的供电线(未图示)贯通。供电线与供电侧母线41分别连接。供电线经由供电侧母线41向各线圈单元34(参照图6)供给电力。
在壳体主体部81的内部配置有环部件83。环部件83与定子铁芯31的径向外表面及壳体主体部81的径向内表面接触。通过使环部件83与壳体主体部81及定子铁芯31接触,从而定子铁芯31固定于壳体主体部81的内部。
壳体罩82具备沿轴向延伸的筒状部82p、和从筒状部82p的轴向下端部向径向内侧扩展的平板部82t。而且,壳体罩82配置于壳体主体部81的轴向下侧,并覆盖壳体主体部81的开口。壳体罩82是马达壳体8的下表面。
壳体罩82的筒状部82p配置于壳体主体部81的径向外表面侧。壳体主体部81与壳体罩82的固定通过筒状部82p与壳体主体部81的压入来进行。此外,不限定于压入,例如也可以铆接筒状部82p的一部分来固定。并且,可以使用焊接、粘接等固定方法,也可以使用螺纹件等固定件来固定。
壳体罩82的中央部形成有向轴向上方突出的下侧轴承收纳部821。在下侧轴承收纳部821内收纳有配置于比转子铁芯22靠轴向下方的轴承Br。轴21由收纳在下侧轴承收纳部821内轴承Br以能够旋转的方式保持于壳体罩82。
下侧轴承收纳部821呈筒状,沿轴向上下贯通。轴21在轴向上贯通下侧轴承收纳部821。而且,在轴21的从壳体罩82的下表面突出的部分固定有齿轮、带轮等。也就是说,轴21是马达1的输出轴。
〈2.5关于母线4〉
接下来,参照附图对母线4进行说明。图7是供电侧母线41及中性点侧母线42的立体图。图8是图7所示的供电侧母线41及中性点侧母线42由树脂部43覆盖的状态的立体图。图9是示出定子3与母线4的位置的立体图。此外,图9中省略了树脂部43。
母线4通过将具有导电性的金属板弯曲来形成。作为金属板,例如能够举出铝,但不限定于此。作为形成母线4的金属板,能够广泛采用具有导电性且导热率较高的金属板。此外,如果具有导电性且导热率较高则不限定于金属。
母线4与线圈单元34的供电侧引出线331及中性点侧引出线332连接。母线4包括供电侧母线41和中性点侧母线42。如图2、图9等所示,供电侧母线41及中性点侧母线42均配置于比线圈33靠轴向上方的位置。即,母线4(41、42)配置于比定子3靠轴向上方并与线圈33的引出线331(332)连接。
如图6所示,供电侧母线41具备供给U相、V相、W相的电流的U相供电侧母线41u、V相供电侧母线41v以及W相供电侧母线41w。U相供电侧母线41u与第一接线单元Y1及第二接线单元Y2各自的U相线圈单元34u的供电侧引出线331连接。同样,V相供电侧母线41v与第一接线单元Y1及第二接线单元Y2各自的V相线圈单元34v的供电侧引出线331连接。W相供电侧母线41w与第一接线单元Y1及第二接线单元Y2各自的W相线圈单元34w的供电侧引出线331连接。
对供电侧母线41的详细形状进行说明。如图7所示,U相供电侧母线41u、V相供电侧母线41v以及W相供电侧母线41w均呈相同形状。因此,供电侧母线41的制造变得容易。并且,通过将供电侧母线41设为相同形状,也能够抑制组装时的错误。此外,以下的说明中,在没有特别需要的情况下,以供电侧母线41为例进行说明。
如图7所示,供电侧母线41具备供电侧主体部410、供电线连接部411、以及供电侧引出线连接部412。供电侧主体部410俯视时呈向径向内侧延伸的长方形。供电线连接部411与供电侧主体部410的径向内侧的端部连结。供电线连接部411在俯视时呈圆形。来自外部的供电线与供电线连接部411连接。
供电侧引出线连接部412与供电侧主体部410的径向外侧的端部连接。供电侧引出线连接部412从供电侧主体部410向轴向上方延伸。供电侧引出线连接部412沿周向延伸,并在周向的两端部具备折回部413。折回部413通过使供电侧引出线连接部412的端部向径向外侧折弯来形成。折回部413夹着供电侧引出线331(参照图6)。由此,供电侧引出线331固定于供电侧母线41,并与供电侧母线41连接。
供电侧母线41与第一接线单元Y1及第二接线单元Y2的对应相的线圈单元34的供电侧引出线331连接(参照图2)。因此,供电侧引出线连接部412具备2个折回部413。
中性点侧母线42与第一接线单元Y1及第二接线单元Y2的各线圈单元34的中性点侧引出线332连接(参照图2)。即,多个线圈33呈星形接线,母线4与呈星形接线的中性线连接。中性点侧母线42是马达1驱动时的中性点,持续流动电流。例如,不论当电流从U相流向V相时,还是当电流从V相流向W相时,中性点侧母线42都流动电流。
接下来,对中性点侧母线42的详细形状进行说明。如图7所示,中性点侧母线42具备中性点侧主体部420、中性点侧引出线连接部421、检温部422、以及台阶部423。
中性点侧主体部420呈在径向上具有宽度的圆弧状。中性点侧主体部420配置于线圈33的轴向上方(参照图2、图9)。中性点侧主体部420具备朝径向外侧沿径向延伸的突起部。在突起部的径向外侧的端部连结有中性点侧引出线连接部421。
中性点侧引出线连接部421向轴向上方延伸。而且,中性点侧引出线连接部421向周向一方侧延伸,并在前端部具备折回部424。折回部424通过夹住中性点侧引出线332来固定并且电连接。也就是说,中性点侧引出线连接部421与各线圈单元34u、34v及34w的中性点侧引出线332(参照图6)连接。
如图9所示,中性点侧引出线连接部421配置于在轴向上与线圈33的径向外缘部对置的位置。由此,来自线圈33的供电侧引出线331与中性点侧引出线连接部421的连接变得容易。
如图6所示,中性点侧母线42与6个线圈单元34的中性点侧引出线332连接。因此,中性点侧母线42具备在周向上等间隔地配置的6个中性点侧引出线连接部421。然而,在中性点侧引出线连接部421是与供电侧引出线连接部412相同地具备2个折回部424的结构的情况下,也可以是3个。并且,也可以具备具有2个折回部424的结构和具有1个折回部424的结构这二者。
图7中,检温部422配置于比中性点侧主体部420靠径向内侧的位置。检温部422经由台阶部423而与中性点侧主体部420的径向内缘连结。台阶部423随着趋向径向内侧而朝向轴向下方倾斜。由此,检温部422位于比中性点侧主体部420靠轴向下方的位置并与绝缘部件7(参照图2)接触。即,母线4中,与引出线332连接的部分421和与绝缘部件7接触的部分422在轴向上错开。并且,如图9所示,检温部422配置于比定子3的线圈33靠径向内侧的位置。
当驱动马达1时,向各相的线圈单元34供给电流。线圈33因流动电流而发热。线圈单元34的中性点侧引出线332与中性点侧母线42的中性点侧引出线连接部421连接。由此,线圈33的热量传递至中性点侧母线42。
并且,当驱动马达1时,电流流向中性点侧母线42。中性点侧母线42因在内部流动的电流而发热。该电流与流经线圈33的电流相同。因此,中性点侧母线42的由电流引起的发热与线圈33的发热对应地变化。也就是说,中性点侧母线42因从线圈33传递的热量和在内部流动的电流所引起的发热而升温。
如图9所示,母线4中,3个供电侧母线41所具备的供电侧引出线连接部412与中性点侧母线42所具备的6个中性点侧引出线连接部421分别在周向上排列。
如图3、图8所示,树脂部43呈圆环状。供电侧母线41及中性点侧母线42的一部分由树脂部43覆盖。更详细而言,供电侧母线41的供电侧主体部410的一部分由树脂部43覆盖。并且,中性点侧母线42的中性点侧主体部420由树脂部43覆盖。即,马达1还具备树脂部43,该树脂部43覆盖母线4的与线圈33的引出线332连接的部分421和与温度检测部6对置的面422之间的至少一部分。
树脂部43具备连接用贯通孔431。3个供电侧引出线连接部412和中性点侧母线42所具备的6个中性点侧引出线连接部421配置在连接用贯通孔431的内部。而且,供电侧引出线连接部412及中性点侧引出线连接部421从连接用贯通孔431向轴向上方突出。
树脂部43具备在径向上从径向内缘部突出的基板保持部432。树脂部43具备2个基板保持部432,2个基板保持部432在周向上隔开一定间隔地配置。在基板保持部432的轴向下表面固定有布线基板5。在下文中说明布线基板5的基板保持部432的固定的详细内容。
如上所述,中性点侧主体部420由树脂部43覆盖。树脂部43与母线4相比导热率较低。因此,热量难以从中性点侧主体部420向外部散逸。也就是说,树脂部43起到作为维持中性点侧母线42的温度的保温材料的作用。由此,能够缩小中性点侧引出线连接部421与检温部422的温度差。因此,温度检测部6能够准确地检测线圈33的温度。
树脂部43固定于绝缘子32。树脂部43与绝缘子32的固定例如利用螺纹件等固定件来进行。这样,通过利用螺纹紧固来进行固定,能够相对于定子3高精度地定位树脂部43。也就是说,通过将树脂部43固定于绝缘子32,来相对于定子铁芯31定位供电侧母线41及中性点侧母线42。也就是说,母线4相对于定子3配置于恒定位置。
当将树脂部43固定于绝缘子32时,供电侧引出线331及中性点侧引出线332贯通连接用贯通孔431,而且供电侧引出线连接部412的折回部413夹住供电侧引出线331。并且,中性点侧引出线连接部421的折回部424夹住中性点侧引出线332。这样一来,母线4与线圈33连接。
如图9所示,树脂部43的圆环部配置于定子3的轴向上方。而且,基板保持部432在径向上比定子3更向内侧突出(参照图8)。保持于基板保持部432的布线基板5配置于比定子3靠径向内侧的位置。换言之,保持于基板保持部432的布线基板5配置于在轴向上与转子铁芯22对置的位置。
〈2.6关于布线基板5〉
如图2、图3、图8等所示,布线基板5安装于树脂部43的基板保持部432。布线基板5在轴向上比中性点侧母线42靠下方的位置处与检温部422在轴向上对置。即,布线基板5在轴向上与母线42的至少一部分(422)隔开间隙地配置。
布线基板5利用螺纹件、铆钉等固定件52(参照图2)固定于树脂部43的基板保持部432。并且,布线基板5直接固定于树脂部43。即,马达1还具备将布线基板5固定于母线4的固定件52。由此,布线基板5相对于母线4的固定变得容易。
布线基板5相对于中性点侧母线42在轴向上高精度地定位。更详细而言,由于将布线基板5直接固定于树脂部43,所以能够抑制布线基板5与检温部422的距离的偏差。由此抑制检温部422与温度检测部6的距离的偏差,从而能够准确地获取线圈33的温度。
此外,布线基板5固定于树脂部43,但也可以是固定于母线4的结构。即,布线基板5也可以固定于母线4。通过将布线基板5固定于母线4,布线基板5在固定时相对于母线4的定位变得容易。因此,马达1的组装变得容易。
布线基板5在轴向上与转子铁芯22对置配置。在布线基板5的与转子铁芯22对置的面、即轴向下表面安装有位置检测部51。位置检测部51包括使用了霍尔元件的传感器。霍尔元件是检测磁通的变化的元件。因此,位置检测部51配置于能够检测转子2旋转时的磁通的变动的位置。此外,将位置检测部51与转子铁芯22的轴向距离设为距离L1。
由于树脂部43相对于定子3定位,所以固定于树脂部43的基板保持部432的布线基板5相对于定子3高精度地定位。而且,转子2相对于定子3在轴向上定位。通过将树脂部43固定于绝缘子32,从而位置检测部51相对于转子铁芯22定位。也就是说,在本实施方式的马达1中,转子铁芯22与位置检测部51的相对位置的定位变得容易。
图10是将温度检测部6的附近放大的放大剖视图。如图10所示,在布线基板5安装有用于获取线圈33的温度的温度检测部6。温度检测部6检测中性点侧母线42的检温部422的温度,而并非直接检测线圈33的温度。
如图10等所示,温度检测部6在轴向上与中性点侧母线42的检温部422对置。即,温度检测部6安装于布线基板5的与母线(422)对置的面。在温度检测部6与检温部422之间配置有绝缘部件7。绝缘部件7由具有电绝缘性且导热率较高的材料形成。即,绝缘部件7是导热体。绝缘部件7与温度检测部6及检温部422这二者接触。即,绝缘部件7配置于母线(422)与温度检测部6之间,与母线(422)及温度检测部6接触。
由此,温度检测部6和检温部422通过绝缘部件7而电绝缘,同时检温部422的热量经由绝缘部件7传递至温度检测部6。由于绝缘部件7是导热体,所以检温部422的热量容易传递至温度检测部6。也就是说,温度检测部6能够高精度地检测检温部422的温度。因此,温度检测部6与检温部422电绝缘,并且能够检测检温部422的温度。并且,绝缘部件7比温度检测部6的与检温部422对置的面大。即,绝缘部件7呈片状,并且比温度检测部6的与绝缘部件7接触的面大。由此,能够更可靠地使检温部422与温度检测部6绝缘。并且,检温部422的热量传递至温度检测部6的整个检测区域。由此能够提高温度检测部6的温度的检测精度。
中性点侧母线42收纳在树脂部43的内部。而且,安装有温度检测部6的布线基板5直接固定于树脂部43的基板保持部432。因此,即使马达1的其它部分的形状各有不同,中性点侧母线42的检温部422与温度检测部6的距离也难以产生偏差,即大致恒定。因此,能够缩小检温部422与温度检测部6的缝隙。并且,缝隙难以变化。
因此,能够较薄地构成绝缘部件7,并且能够减少从检温部422传递至温度检测部6的热量的传递损失。由此,温度检测部6能够高精度地检测检温部422的温度。而且,检温部422与温度检测部6的缝隙难以变化。这样可知,绝缘部件7也可以不是缓冲检温部422与温度检测部6的缝隙的变动的部件。也就是说,作为绝缘部件7,能够采用不弹性变形的部件或者弹性变形较少的部件。因此,作为绝缘部件7,例如能够使用导热片等片状部件。并且,也可以使用导热润滑脂等具有粘性的部件。绝缘部件7能够广泛地采用具有电绝缘性且导热率较高的部件。
另外,通过使绝缘部件7较薄并使用难以弹性变形的部件,能够减少从检温部422向温度检测部6的热传递损失。由此,温度检测部6能够高精度地检测检温部422的温度。
并且,检温部422经由台阶部423而与中性点侧主体部420连接。由此,与线圈33的外径无关,都能够缩小检温部422与温度检测部6的距离,从而能够使绝缘部件7较薄,进而能够降低成本。并且,能够维持检温部422与温度检测部6的距离较短,同时能够将位置检测部51相对于转子铁芯22的轴向距离维持为预定距离L1。因此,能够以较高的精度检测转子2的位置(旋转)。
此处,对根据检温部422的温度来获取线圈33的温度的方法进行说明。若向线圈33供给电流,则线圈33发热。线圈33的热量经由中性点侧引出线连接部421传递至中性点侧母线42。中性点侧母线42因线圈33的热量而升温。因此,能够根据中性点侧母线42的温度来计算线圈33的温度。
进一步详细而言,线圈33的中性点侧引出线332与中性点侧引出线连接部421连接。因此,线圈33的热量传递至中性点侧引出线连接部421。而且,所传递到的热量从中性点侧引出线连接部421向中性点侧母线42内扩散。在本实施方式的马达1中,由温度检测部6获取检温部422的温度。由于中性点侧母线42由导热体形成,所以能够根据检温部422的温度来计算中性点侧引出线连接部421的温度。另外,在中性点侧引出线连接部421与线圈33之间未夹入导热率较低的部件。因此,能够容易地根据中性点侧引出线连接部421的温度来推断线圈33的温度。
综上所述,能够基于检温部422的温度来高精度地推断线圈33的温度。此外,运算由另外具备的未图示的控制部进行。上述的推断例如可以使用运算式来进行,也可以使用另外具备的未图示的表格来进行。
并且,根据马达1的结构、使用状态,有时中性点侧母线42整体的温度与线圈33的温度大致相同。在该情况下,控制部也可以不进行运算而将温度检测部6所检测到的温度作为线圈33的温度。
并且,在供给至各线圈单元34的电流值变动的情况下,因电流值的变动,线圈33的温度变动。若线圈33的温度的变动较大,则在反映到检温部422时产生时间差。
另一方面,若电流流向线圈33,则也向中性点侧母线42流动与流向线圈33的电流相同的电流值的电流。因此,中性点侧母线42以与线圈33相同的电流值发热。中性点侧母线42和线圈33因各自的材质及形状而流动相同电流值的情况下的发热量不同。
电流流向导体的情况下的导体的发热量与所流动的电流值的平方成正比例。也就是说,中性点侧母线42的由电流引起的发热量与线圈33的由电流引起的发热量处于对应关系。利用该情况,控制部能够根据检温部422的温度来通过运算求出线圈33的温度。例如,当温度检测部6所检测到的温度的变动较小时,控制部通过简单的对应的运算来计算线圈33的温度。另一方面,在温度检测部6所检测到的温度大幅度地变动的情况下,控制部判断出供给至线圈33的电流值大幅度地变动,进行考虑到由流向中性点侧母线42的电流引起的发热的运算,并推断线圈33的温度。这样一来,能够获取精度更高的线圈33的温度。
〈2.7关于马达1的驱动〉
马达1中,控制部获取位置检测部51所检测到的转子铁芯22的位置的信息和温度检测部6所检测到的检温部422的温度。而且,控制部基于转子铁芯22的位置来决定向线圈单元34供给的电流的相以及时机。并且,控制部根据温度检测部6所检测到的检温部422的温度来通过运算计算线圈33的温度。
在马达1中,若线圈33的温度过高,则马达1的动作有变得不稳定的担忧。因此,当控制部根据获取到的线圈33的温度来计算供给至线圈33的电流值时,使用能够确保充足的安全的安全率来计算。而且,由于决定电流值的要素之一是线圈33的温度,所以若线圈33的温度的精度较高,则能够缩小安全率。
并且,马达因线圈的温度而特性变化。即,若线圈33的温度不同,则即使供给相同电流值的电流,所获得的转矩也变动。因此,控制部基于线圈33的温度来使供给至线圈单元34的电流值变得最优。例如,在将马达1设为图1所示的电动车辆100的辅助动力部104的动力源的情况下,在登上坡道时、起步时需要较大的转矩。而且,即使在登上坡道时和起步时需要相同转矩,线圈33的温度也因至此的驱动状态等而不同。在该情况下,控制部高精度地推断线圈33的温度而供给最优的电流,从而马达1能够以没有过剩或不足的转矩来进行电动车辆100的辅助。
另外,在本实施方式的马达1中,能够基于线圈33的温度来供给最优的电流。由此,能够缩小基于线圈33的温度的偏差的安全差值。仅这样就能够施加大电流,从而即使是相同结构的马达,也能够使输出(转矩)更大。
例如在针对线圈33的温度的推断值的可靠性较高的情况下,能够供给使供给至线圈33的电流值接近线圈33原本的电流极限值的电流。另一方面,在针对线圈33的温度的推断值的可靠性较低的情况下,由于有线圈33的真实温度比所检测到的温度高的担忧,所以仅能够供给考虑到一定安全性的电流值的电流。
在本发明的马达1中,由于能够提高线圈33的温度的精度,所以能够高度地使供给至线圈33的电流值变得最优。对于根据温度检测部6所检测到的温度而推断出的线圈33的温度与线圈33的真实温度的偏差,能够缩小考虑到该偏差的安全率。因此,马达1中,能够稳定地驱动线圈33,并且能够获得更大的输出。
根据本实施方式的马达1,能够根据母线4的温度来获取线圈33的精度较高的温度。此时,将温度检测部6安装于用于安装位置检测部51的布线基板5。因此,不需要用于支撑温度检测部6的其它部件,能够减少马达1的构成部件。由此能够减少制造工序。
马达1中,线圈33有因线径的偏差、卷绕的偏差而线圈33的外径变动的情况。例如,在由温度检测部6检测线圈33的表面温度的结构的情况下,配置考虑线圈33的外径的偏差而在该外径最大的情况下不与线圈33干涉的温度检测部6。在该情况下,当线圈33的外径产生了偏差时,由温度检测部6检测到的线圈33的温度产生偏差。并且,即使是在线圈33与温度检测部6之间配置有电热部件的情况,由温度检测部6检测到的线圈33的温度也产生偏差。
另一方面,在本实施方式的马达1中,是检测中性点侧母线42的检温部422的温度的结构。而且,在本实施方式的马达1中,即使线圈33的外径产生偏差,温度检测部6与检温部422之间的缝隙也恒定。因此,在本实施方式的马达1中,线圈33的温度难以产生个体差异,从而能够使供给至线圈33的电流的控制变得最优。这样也可知,在马达1中,能够稳定地驱动线圈33,并且能够获得更大的输出。并且,也能够抑制马达1的输出的个体差异。
由此,例如与现有的电动车辆相比,能够使从图1所示的电动车辆100的辅助动力部104供给的辅助动力较大。由此,能够供给更大的辅助力。并且,由于能够将针对线圈33的温度变化的安全率抑制为较小,所以即使在要求相同输出的情况下,也能够使用与现有技术相比更小型的马达1。由此,能够使用小型及轻型的马达1,例如能够使电动车辆100的车辆重量较轻。由此能够减少使用者的负担,并且能够降低马达1的耗电量,能够在更长时间内进行辅助。
〈3.变形例〉
图11是将变形例的马达1b的温度检测部6b的附近放大的放大剖视图。在图11所示的马达1b中,布线基板5b、温度检测部6b、中性点侧母线42b、基板保持部432b的结构与马达1不同。马达1b中,对实际上与马达1相同的部分标注相同符号,并省略相同部分的详细说明。
如图11所示,马达1b中,因避免与其它部件干涉、避免热的影响等或其它理由,将布线基板5b保持于树脂部43的基板保持部432b的轴向上表面。此外,基板保持部432b形成于不与转子铁芯22等干涉的位置。
此时,布线基板5b配置于比中性点侧母线42b靠轴向上方的位置。温度检测部6b安装于布线基板5b的轴向下表面。而且,中性点侧母线42b的台阶部423b随着从中性点侧主体部420趋向径向中央侧而趋向轴向上方。而且,在台阶部423b的径向内端部配置有检温部422b。而且,在检温部422b的上表面与温度检测部6b之间配置有绝缘部件7。这样,即使在布线基板5b相对于树脂部43的配置位置变化了的情况下,也能够高精度地推断线圈33的温度。
通过将布线基板5b保持于基板保持部432b的轴向上表面,来使布线基板5b与转子铁芯22的轴向距离变长。因此,马达1b中,使用带腿的位置检测部51b和插头511b。由此,使位置检测部51b远离布线基板5b而接近转子铁芯22。由此,检测部51b能够使位置检测部51b与转子铁芯22的轴向距离为距离L1成为适于转子铁芯22的位置的检测的长度。此外,除此以外,还能够广泛地采用能够使位置检测部5b接近转子铁芯22的方法。
〈4.注意事项〉
在本说明书中公开的各种技术特征在不脱离该技术的创作主旨的范围内能够施加各种变更。并且,在本说明书中示出的多个实施方式及变形例可以在能够实施的范围内组合来实施。
工业上的可利用性
本发明例如能够利用于电动辅助自行车、电动踏板车、电动轮椅等通过电力来获得驱动力的电动车辆。
Claims (10)
1.一种马达,其特征在于,具备:
转子,其以上下延伸的中心轴为中心而旋转;
定子,其在径向上与上述转子对置,并且具有多个线圈;
母线,其配置于比上述定子靠轴向上方,并与上述线圈的引出线连接;
布线基板,其在轴向上与上述母线的至少一部分空开间隙地配置;
温度检测部,其安装于上述布线基板的与上述母线对置的面;以及
绝缘部件,其配置于上述母线与上述温度检测部之间,并与上述母线及上述温度检测部接触,
上述绝缘部件是导热体。
2.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
上述布线基板固定于上述母线。
3.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
还具备固定件,该固定件将上述布线基板固定于上述母线。
4.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
还具备树脂部,该树脂部覆盖上述母线的与上述线圈的引出线连接的部分和与上述温度检测部对置的面之间的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的马达,其特征在于,
上述布线基板直接固定于上述树脂部。
6.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
在上述布线基板安装有检测上述转子的位置的位置检测部。
7.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
上述母线中,上述引出线所连接的部分和与上述绝缘部件接触的部分在轴向上错开。
8.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
多个上述线圈呈星形接线,上述母线与上述呈星形接线的中性线连接。
9.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
上述绝缘部件呈片状,并且比上述温度检测部的与上述绝缘部件接触的面大。
10.一种电动车辆,其特征在于,具备:
权利要求1~9任一项中所述的马达;以及
向上述马达供给电力的电源部。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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