CN111106694A

CN111106694A - 具有紧凑的汇流排单元的电动机

Info

Publication number: CN111106694A
Application number: CN201911011721.1A
Authority: CN
Inventors: 馆形和典
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: CN111106694B; DE102018126776A1

Abstract

本发明涉及具有紧凑的汇流排单元的电动机，其具有可绕转动轴线(100)转动安装的转子和在外侧包围该转子的定子，定子具有定子芯(7)和绕在定子芯上的线圈(8)，线圈由具有线圈线端部(12)的线圈线构成，该线圈线端部在端侧与至少三个汇流排(3,4,5)导电接通，汇流排具有线圈连接接线件(14)、电源连接接线件(13)和环段状基部(30,40,50)，基部将所述线圈连接接线件和电源连接接线件相连，第一汇流排(3)和第二汇流排(5)在围绕转动轴线的周向上间隔，基部(30,50)布置在垂直于转动轴线的同一平面内，第三汇流排(4)在围绕转动轴线的周向上布置在所述第一汇流排和第二汇流排之间，第三汇流排的基部(40)在垂直于转动轴线的平面内布置在定子端侧和由第一和第二汇流排的基部(30,50)所限定的平面之间。

Description

具有紧凑的汇流排单元的电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机。

背景技术

在此相关构型的无刷式直流电动机被称为内转动部件并且具有转子，其联接至电动机轴并且可转动地安装在壳体中。转子配设有永磁体。定子围绕转子布置并且在铁芯上装有许多线圈。在适当控制的情况下，线圈产生磁场，磁场驱动转子转动。线圈通常是三相卷绕的并且与此相应地具有三个电接线，线圈借此可连接至控制单元(ECU)。在功率低时，汇流排可被设计成导线轨膜。在就像在此假定的功率较高时，线圈接线通过铜片制汇流排被接通。

为了在几何形状上说明电动机，一方面，电动机转动轴线假定是中心轴线和对称轴线。定子与该转动轴线和转子同心布置。该转动轴线同时限定出轴向，在该轴向上规定了定子包厚度和电动机轴向长度。另外，关于中心轴线提到了规定距中心轴线的距离的径向以及周向，该周向沿在径向上布置的某半径的切向来表明。线圈线在此连接至汇流排组件的定子接线侧被描述为定子顶侧。

在在此提到的电动机中，除了性能参数和重量外，尺寸也是重要的，尤其当电动机应作为调节驱动装置被用在机动车中时。机动车内的结构空间通常是有限的，并且要注意机动车生产商的设定条件。因此，人们始终需要这样的电动机结构，例如不应该超过在中心轴线方向上的一定轴向长度。此时，电动机所要求的性能参数基本上决定了定子包的以及带有设于其上的电磁体的转子的轴向长度。轴向长度中也有为了接通定子线圈接线所需要的汇流排单元的一份贡献。

因此由JP2014-158421A公开了一种电动机，其中，汇流排单元以三个汇流排沿轴向布置在定子包上方并且与线圈接线相连。汇流排单元包括多个汇流排，它们呈半圆形同心围绕中心轴线布置。多个汇流排此时在轴向上重叠堆置。在此，多个汇流排和在其间所需的电绝缘体增大了定子包的轴向长度，因为它们在线圈包上方安置在定子上。

发明内容

本发明的任务是改进电动机，从而使得定子包的轴向延伸尺寸和进而还有电动机的轴向结构高度被减小。

该任务通过一种具有本发明特征的电动机完成。

因此，提出一种电动机，其具有可绕转动轴线转动安装的转子和从外侧包围转子的定子，定子具有定子芯和卷绕在定子芯上的线圈，其中该线圈由包括线圈线端部的线圈线构成，线圈线端部在端侧与至少三个汇流排(Sammelschienen)导电接通，其中所述至少三个汇流排具有线圈连接接线件、电源连接接线件和环段状基部，其中该基部连接所述线圈连接接线件和电源连接接线件。第一汇流排和第二汇流排在围绕转动轴线的周向上相互间隔布置，所述基部在垂直于转动轴线的一个共同平面中延伸，并且第三汇流排在围绕转动轴线的周向上布置在第一汇流排和第二汇流排之间，该第三汇流排的基部在一个垂直于转动轴线的平面内布置在定子的一端侧与由第一和第二汇流排的基部限定的平面之间。这些汇流排最好相互平行取向。它们最好垂直于转动轴线延伸。由于该基部不是全都布置在轴向高度上，故可以选择允许小的轴向延伸尺寸的汇流排取向。

在一个优选实施方式中，第三汇流排的基部在与转动轴线相关的径向上在线圈外部，而第一汇流排的和第二汇流排的基部在径向上至少部分覆盖该线圈。第三汇流排因此可以在定子芯与定子顶侧之间的空隙内位于线圈外侧上，这节省了结构空间。

第一汇流排的和第二汇流排的基部最好具有相同的半径并且最好沿同一周面安置在一个汇流排架中。汇流排架最好被固定在定子顶侧上。

在一个优选实施方式中，所述线圈在半径方向上看在外侧被定位机构包围，汇流排架被保持在该定位机构上。此时有利的是该第三汇流排的基部在关于转动轴线的径向上位于该定位机构外。

该线圈连接接线件最好具有基本呈U形或V形的设计，并且在一个垂直于转动轴线的平面内延伸，从而它们最好夹住一个基本平行于转动方向延伸的线圈线端部。

该汇流排具有远离定子顶侧的弯边，该线圈连接接线件在弯边端部上。

在一个有利实施方式中，第三汇流排的基部与第一和第二汇流排的基部之间的径向距离被选择为大到使得在第三汇流排的基部与第一和第二汇流排的基部之间分别可以容纳一个线圈连接接线件。

这些汇流排优选如此相互取向，即，第三汇流排部分被第一汇流排和第二汇流排覆盖。

这些汇流排优选具有指向定子顶侧的弯边，以其短侧平行于转动轴线延伸的电源连接接线件位于弯边端部上。

附图说明

以下，结合附图来详述本发明的一个优选实施方式。相同的或作用相同的零部件在附图中带有相同的附图标记，其中：

图1是汇流排单元的从上方看的立体图，

图2是汇流排单元的从下方看的立体图，

图3是具有汇流排单元的定子的立体图，以及

图4是汇流排的立体图。

具体实施方式

图1和图2以从上方看和从下方看的视角示出了用于电动机定子的汇流排单元1。汇流排单元1包括一个汇流排架2和三个安装在汇流排架2上的汇流排3、4、5。汇流排3、4、5由导电材料制造，最好是金属且尤其是铜。汇流排架2至少部分或完全由电绝缘材料构成，因此可以有效防止汇流排3、4、5之间的短路。汇流排架2最好通过注塑制造并且延伸经过一部分的汇流排3、4、5。可通过这种方式提供在汇流排架2与汇流排3、4、5之间的固定且良好限定的物理联接。汇流排架2设立用于就位在定子的一个轴向侧(顶侧)上。

图3示出了定子6连带安装好的基本呈环状的汇流排架2。定子6具有定子芯7，其与纵轴线100同轴线地延伸并且具有多个未示出的定子芯部段，分别有线圈围绕定子芯部段卷绕。线圈8仅被示意性示出。线圈8在半径方向上看在外侧面被定位机构9包围。定位机构9可以由电绝缘材料制造以避免不同相的线圈线之间的短路。这些定子芯部段在定子6的周向上前后相继布置。定子芯部段可以至少部分由铁磁性材料比如铁磁性钢制造。定子6固定安装在电动机壳体内并且设立用于借助线圈8产生一个时间可变的磁场。未示出的磁化转子此时安装在定子6的中心孔10内。它设立用于通过与由线圈6产生的时间可变的磁场的相互作用被转动。汇流排单元1设立用于借助汇流排4、5导电接通定子的线圈8。汇流排单元1具有沿周向均匀间隔的多个臂11，所述臂在其端部弯折并且以端部抵靠定位机构9以便固定在定子6上并且最好被夹接。线圈8被分组为三个相位组U、V、W。各相位组U、V、W的线圈通过一根线圈线构成，该线圈线围绕定子芯7的相应定子芯部段卷绕并且借助线圈线端部12可与电源相连接。

图4示出了三个汇流排3、4、5。每个所述汇流排3、4、5具有一个设立用于与电源电连接的电源连接接线件13以及具有两个设立用于与定子8的一个线圈电连接的线圈连接接线件14。

线圈连接接线件14具有基本呈U形或V形的设计并且在垂直于纵轴线100的一个平面内延伸。换言之，线圈连接接线件14具有在纵轴线100的横截面中看呈U形或V形的轮廓并且分别套夹住基本平行于纵向延伸的线圈线端部12。线圈连接接线件14的供线圈线端部12插入的所有开口此时指向周向，除了线圈连接接线件14’的一个相反取向的开口外。线圈连接接线件14的轴向高度h可以由此相比于现有技术被缩短，从现有技术中知道了线圈连接接线件从上方作用于径向延伸的线圈线端部。线圈连接接线件14优选被设计成压接件，其围绕线圈线端部12被压接。通过这种方式，线圈线端部12可简单地通过各自的线圈连接接线件14的机械变形被电连接至汇流排3、4、5。汇流排架2具有如图1和图2所示的、接触定子端侧(顶侧)的定子面15。电源连接接线件13在径向上超出汇流排架15的定子面。通过这种方式，定子的轴向延伸尺寸没有通过电源连接接线件13显著增大。为了形成电源连接接线件13，汇流排最好具有指向定子顶侧的弯边。矩形的电源连接接线件具有一个短侧和一个长侧以及有一定厚度。短侧因此在纵向上延伸，而长侧在径向上延伸。所有三个电源连接接线件13最好位于垂直于纵轴线100的同一平面内。

三个汇流排3、4、5沿周长重叠布置。每个汇流排3、4、5具有一个基部30、40、50，基部将线圈连接接线件14连接至各自的电源连接接线件13。第一汇流排3和第二汇流排5彼此间隔布置并且以其基部30、50安放在垂直于纵轴线的一个共同平面内。这两个汇流排3、5的基部30、50具有对应于汇流排架的环形设计的环段状设计。两个汇流排3、5的环段具有相同的半径。在安装状态中，这两个环形件部分覆盖线圈8的端侧。在周向上在两个汇流排3、5之间设有中央的第三汇流排4，它在周向上部分地被第一和第二汇流排3、5覆盖。第三汇流排的基部40也具有环段状设计。但是，所述半径在此大于第一和第二汇流排的半径，因而沿着所述半径在第一和第二汇流排3、5与第三汇流排4之间形成间距a。第三汇流排的线圈连接接线件此时在径向上最好位于第一和第二汇流排的基部30、50与第三汇流排的基部40之间。第三汇流排的基部40位于垂直于纵轴线的不同于另外两个基部30、50的一个平面内。第三汇流排的基部40在安装状态中位于定子6和第一和第二汇流排的基部30、50之间。第三汇流排40的基部的半径是如此选择的，即，基部40在径向上位于线圈8和定位机构9外。因为线圈8和定位机构9在纵向上突出超过定子芯7的外表面，故第三汇流排的基部可以被安置在定子芯7上方的现有空隙中。第三汇流排4由此具有超出定子端侧的较小轴向超出距离。这允许提供轴向高度小的电动机。具有汇流排单元1的定子6可以被装入未示出的电动机中。电动机最好被用在汽车领域，尤其是被用在泵且最好是电动水泵中。

Claims

1.一种电动机，该电动机具有能够绕转动轴线(100)转动安装的转子和在外侧包围所述转子的定子(6)，该定子具有定子芯(7)和绕在所述定子芯(7)上的线圈(8)，其中所述线圈由具有线圈线端部(12)的线圈线构成并且所述线圈线端部(12)在端侧与至少三个汇流排(3,4,5)导电接通，其中所述至少三个汇流排(3,4,5)具有线圈连接接线件(14)、电源连接接线件(13)和环段状基部(30,40,50)，其中所述基部(30,40,50)将所述线圈连接接线件(14)和所述电源连接接线件(13)相连接，其中第一汇流排(3)和第二汇流排(5)在围绕转动轴线(100)的周向上相互间隔，并且所述基部(30,50)布置在垂直于所述转动轴线(100)的同一平面内，其中第三汇流排(4)在围绕所述转动轴线的周向上布置在所述第一汇流排(3)和所述第二汇流排(5)之间，其特征是，所述第三汇流排的基部(40)在垂直于所述转动轴线的一个平面内布置在所述定子的端侧和由所述第一汇流排的基部(30)和第二汇流排的基部(50)所限定的平面之间。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征是，所述第三汇流排的基部(40)在关于所述转动轴线(100)的径向上位于所述线圈(8)外部并且所述第一汇流排的基部(30)和所述第二汇流排的基部(40)在径向上至少部分覆盖所述线圈(8)。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征是，所述第一汇流排的基部(30)和所述第二汇流排的基部(40)具有相同的半径。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电动机，其特征是，所述汇流排(3,4,5)至少部分容纳在汇流排架(2)中，该汇流排架被固定在所述定子(6)的顶侧上。

5.根据权利要求4所述的电动机，其特征是，所述线圈(8)在半径方向上看被定位机构(9)在外侧包围，所述汇流排架(2)被保持在所述定位机构上。

6.根据权利要求5所述的电动机，其特征是，所述第三汇流排的基部(40)在关于所述转动轴线(100)的径向上位于所述定位机构(9)外部。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电动机，其特征是，所述线圈连接接线件(14)具有基本呈U形或V形的设计并且在垂直于所述转动轴线(100)的一个平面内延伸。

8.根据权利要求7所述的电动机，其特征是，所述线圈连接接线件(14)分别包夹住基本平行于纵向延伸的线圈线端部(12)。

9.根据权利要求7或8所述的电动机，其特征是，所述线圈连接接线件(14)具有远离定子的顶侧的汇流排弯边。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电动机，其特征是，在所述第三汇流排的基部(40)与所述第一汇流排的基部(30)和与所述第二汇流排的基部(40)之间的径向距离被选择为如此大，即在所述第三汇流排的基部(40)与所述第一汇流排的基部(30)和与所述第二汇流排的基部(40)之间能分别容纳一个线圈连接接线件(14)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电动机，其特征是，所述第三汇流排(4)被所述第一汇流排(3)和所述第二汇流排(5)部分地覆盖。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电动机，其特征是，所述电源连接接线件(13)具有沿所述定子顶侧方向的汇流排弯边并且平行于所述转动轴线延伸。